Apostila de Física - Trabalho de uma Força

TRABALHO DE UMA FORÇA
1- DEFINIÇÃO:
É A UTILIZAÇÃO DE UMA FORMA QUALQUER ENERGIA EM MOVIMENTO, MEDIANTE A APLICAÇÃO DE
UMA FORÇA.
2- TIPOS DE TRABALHO
A) TRABALHO MOTOR
É O TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA QUE FAVORECE O DESLOCAMENTO DO CORPO NO QUAL
ATUA. SEU VALOR É POSITIVO (
 > 0).
B) TRABALHO RESISTENTE
É O TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA QUE SE OPÕE AO DESLOCAMENTO DO CORPO NO QUAL
AGE; SEU VALOR É NEGATIVO
(  < 0).
3- DEFINIÇÃO MATEMÁTICA DO TRABALHO
3.1 NA HORIZONTAL
CONSIDERANDO A SITUAÇÃO, EM QUE A MOÇA APLICA UMA FORÇA F NA MALA, OCASIONANDO UM
DESLOCAMENTO d.
A SITUAÇÃO ESTÁ MELHOR REPRESENTADA NA ILUSTRAÇÃO ABAIXO:
O TRABALHO DA FORÇA É DADO POR:
3.2 NA VERTICAL
  F.d . cos 
UM CORPO AO SER ABANDONADO DE CERTA ALTURA h CAI MEDIANTE A AÇÃO DE UMA FORÇA P,
DENOMINADA FORÇA-PESO. SUA EQUAÇÃO SERÁ DADA POR:
  P.h
  m.g.h
a) CARACTERÍSTICAS DO TRABALHO DA FORÇA – PESO.
τ = + P.h;
* É NEGATIVO QUANDO O CORPO SOBE: τ = - P.h;
* É NULO EM DESLOCAMENTO HORIZONTAL τ = 0;
* É POSITIVO QUANDO O CORPO DESCE:
h
* SÓ DEPENDE DO PRÓPRIO PESO E DO DESNÍVEL ENTRE POSIÇÃO FINAL E INICIAL ( );
* NÃO DEPENDE DA FORMA DA TRAJETÓRIA.
4- GRÁFICO DO TRABALHO
NO CASO DE UMA FORÇA CONSTANTE F AGINDO SOBRE O CORPO, PARALELA E DE MESMO
SENTIDO QUE O DESLOCAMENTO DE MÓDULO D, O TRABALHO PODE SER CALCULADO PELA ÁREA
SOMBREADA NO GRÁFICO A SEGUIR.
n
  ÁREA
5- UNIDADE DE TRABALHO
NO SI, USA-SE O JOULE (J).
1 KJ = 1000 J
6- POTÊNCIA E RENDIMENTO
6.1 EQUAÇÃO
POTÊNCIA=
TRABALHO
TEMPO
POT 

t
OU
POT = F.VM
6.2 UNIDADE
NO SI, USA-SE O J/s, QUE EQUIVALE A W (WATT).
6.3 RENDIMENTO
É A RAZÃO ENTRE A POTÊNCIA ÚTIL E A TOTAL.
PU
PT

7- TIPOS DE ENERGIA
7.1- ENERGIA CINÉTICA
É UMA GRANDEZA ESCALAR ASSOCIADA AO MOVIMENTO DE UM CORPO, ELA DEPENDE DA
MASSA DO CORPO E DO QUADRADO DE SUA VELOCIDADE.
m.v 2
EC 
2
QUANDO UM CORPO POSSUI ENERGIA CINÉTICA, ELE APRESENTA A CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO.
a) TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA
O TRABALHO DA FORÇA RESULTANTE É IGUAL À VARIAÇÃO DA ENERGIA CINÉTICA
  EC
  E C  EC
F
I
mv 2 mv02


2
2
7.2- ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
REPRESENTA A ENERGIA ARMAZENADA NUM CORPO, NUM CAMPO GRAVITACIONAL, A PARTIR DE
CERTA ALTURA, QUE PODE SER TRANSFORMADA EM ENERGIA CINÉTICA.
E Pg  m.g.h
A ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL É NULA NO SOLO, POIS, h = 0.
7.3- ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
PODEMOS ASSOCIAR A ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA ÀS DEFORMAÇÕES ELÁSTICAS QUE OS
CORPOS APRESENTAM QUANDO SOFREM A AÇÃO DE FORÇAS DE TRAÇÃO OU COMPRESSÃO.
E Pel
K.X 2

2
SENDO: K = CONSTANTE ELÁSTICA DA MOLA (N/m ou N/cm) E X = DEFORMAÇÃO DA MOLA (m ou cm).
8- CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
“A ENERGIA NÃO PODE SER CRIADA OU DESTRUÍDA, MAS TRANSFORMADA DE UMA ESPÉCIE EM OUTRA”.
9- ENERGIA MECÂNICA OU TOTAL
É A SOMA DA ENERGIA CINÉTICA COM A ENERGIA POTENCIAL.
E M  EC  E P
NUM SISTEMA CONSERVATIVO, A ENERGIA MECÂNICA INICIAL É IGUAL À ENERGIA MECÂNICA FINAL.
EM i  EM f