Trabalho de uma força é uma grandeza relacionada à energia transferida por meio da aplicação de uma força qualquer, que é capaz de gerar deslocamento. Diferentemente da palavra usada no cotidiano, que se relaciona com uma atividade ou serviço que pode ser realizado sem esforço físico.
Nesse sentido, cabe aqui imaginarmos o exemplo de um carro quebrado que precisa ser empurrado. Ao fazermos força sobre o veículo, ele se movimenta por meio da energia cinética que adquire.
Assim, essa energia, que faz com que o automóvel se locomova, foi transferida através do trabalho realizado por uma força. Concluindo, pode-se entender então o trabalho de uma força como a energia utilizada para que uma atividade ocorra.
Trabalho de uma força, o que é?
O trabalho de uma força é uma grandeza usada pela Física para medir a transferência ou a transformação de energia. Todavia, a unidade desta grandeza é conhecida como joule e, o trabalho de uma força também é equivalente à variação de energia cinética e potencial de um corpo ou sistema de corpos.
Assim, quando um corpo recebe essa força, a energia armazenada nesse corpo transforma-se em outras formas de energia. Por exemplo: ao elevarmos um objeto do chão até uma certa altura, a energia dos músculos é transferida para o objeto que, ao se elevar, apresenta uma quantidade de energia gravitacional.
O trabalho é calculado a partir da distância que um corpo percorre. Nesse sentido, o cálculo é feito levando em consideração a distância percorrida na mesma direção da força responsável por este trabalho, ou seja, o trabalho é igual à projeção do vetor força sobre a direção da distância que um corpo percorre.
Cálculo do trabalho de uma força
O cálculo do trabalho de uma força é obtido a partir da multiplicação do módulo desta força pela distância percorrida e pelo cosseno do ângulo que acaba se formando entre a força (F) e a distância (d). A seguir: W=F⋅d⋅cosθ.
Todavia, pode-se perceber que o trabalho é inexistente quando o ângulo que se forma entre as grandezas for igual a 90°, ou seja, quando o ângulo for reto. Isso acontece porque o cosseno deste ângulo é igual a zero.
Tipos de força de trabalho
O trabalho de uma força é dividido entre:
Trabalho motor e resistente
Esse tipo de trabalho realiza-se sempre a favor do movimento de um corpo, gerando energia cinética. Por outro lado, chama-se trabalho resistente, aquele em que a força aplicada é contrária ao movimento, reduzindo, assim, a energia cinética ou transformando-a em outros tipos de energia, como a térmica.
Todavia, no trabalho motor os vetores da força e do deslocamento são paralelos, formam um ângulo de 0°. No trabalho resistente, o ângulo formado entre força e deslocamento formam um ângulo de 180°, sendo assim opostos.
Por exemplo,
Ao se empurrar um carrinho de supermercado, realiza-se uma forma de trabalho motor. Ao subir uma escada, o peso é responsável por realizar um trabalho resistente.Trabalho da força peso
O trabalho dessa força é medida pela quantidade de energia que se faz necessária para elevar um corpo com massa determinada (m), até uma altura (h), em uma região com gravidade, representada pela letra G:
T = mgh
Onde,
M – massa do corpo em kg
G – gravidade (m/s²)
H – altura (m)
Força elétrica
A princípio, o cálculo do neste exemplo é obtido a partir do produto entre o módulo da carga e a diferença de potencial elétrico. A unidade de medida usada é o volt. Nesse sentido temos a fórmula: T = qΔU
Onde,
τ – trabalho (J)
q – carga elétrica (C)
ΔU – diferença de potencial (V)
Trabalho de uma força variável
Todavia, este caso é explicado e calculado a partir do gráfico que relaciona duas grandezas: força e deslocamento sofrido pelo corpo. Exemplo:
Teorema do trabalho e da energia cinética
Este teorema se relaciona com a quantidade de trabalho exercida sobre um corpo ou sobre um sistema de corpos, de acordo com a sua variação de energia cinética.
Então, o que achou da matéria? Se gostou, leia também: Força elástica, o que é? Definição, características e fórmula.
Fontes: Brasil Escola, Quero Bolsa, Só Física, Brasil Escola
Imagens: Jornal Zona Sul, Redu, Auto Influence, Blog do Professor Ferretto
Essa matéria Trabalho de uma força – Definição, características e tipos de força foi criada pelo site Conhecimento Científico.
0 Comentários