Trabalho (física)

Na física, uma força funciona quando actua sobre um corpo e há um deslocamento do ponto de aplicação na direcção da força.

O trabalho realizado por uma força que actua sobre um corpo é a força ao longo da direcção do deslocamento multiplicada pelo deslocamento do ponto de aplicação.

É a força que faz o trabalho, não o agente que criou a força. O movimento é um requisito do trabalho.

Tal como a energia, é uma quantidade escalar, com unidades SI de joules. A condução de calor não é considerada como uma forma de trabalho, uma vez que não há força macroscópica mensurável, apenas forças microscópicas que ocorrem em colisões atómicas. O termo trabalho foi criado na década de 1830 pelo matemático francês Gaspard-Gustave Coriolis.

De acordo com o teorema da energia de trabalho, se uma força externa actuar sobre um objecto rígido, fazendo com que a sua energiacinética mude de Ek1 para Ek2, então o trabalho mecânico (W) é dado por Ek1:

W = Δ E k = E k 2 - E k 1 = m v 2 2 - m v 1 2 2 {\displaystyle W==Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}{2}-{\frac {mv_{1}^{2}}}{2}}}-{\displaystyle W===Delta E_{k_{2}}=E_{k_{2}} {\displaystyle W=\Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}{2}}-{\frac {mv_{1}^{2}}{2}}}

onde m é a massa do objecto e v é a velocidade do objecto.

Se uma força constante F actua sobre um objecto enquanto o objecto é deslocado uma distância d, e a força e o deslocamento são paralelos um ao outro, o trabalho feito sobre o objecto é o produto de F e d:

W = F d {\i1}displaystyle W=F\cdot d} {\displaystyle W=F\cdot d}

Se a força e o deslocamento estiverem na mesma direcção, o trabalho é positivo. Se a força e o deslocamento estiverem em direcções opostas, o trabalho é negativo. Por exemplo, o trabalho feito pelo peso de um livro a ser levantado é negativo. Isto acontece porque o peso para baixo está na direcção oposta à do deslocamento para cima.

Um lançador de beisebol trabalha na bola transferindo energia para a mesma.Zoom
Um lançador de beisebol trabalha na bola transferindo energia para a mesma.

Perguntas e Respostas

P: O que é trabalho em física?


R: O trabalho é a força que um objeto experimenta quando lhe é aplicada uma força por um certo tempo.

P: Como é representado matematicamente o trabalho?


R: O trabalho é representado pela fórmula W=Fs cos è, onde W representa o trabalho, F representa a magnitude da força, s representa o deslocamento e cos è representa o ângulo entre a direção da força e a direção real do deslocamento.

P: O que acontece se houver um ângulo entre a direção da força e o deslocamento?


R: Se houver um ângulo entre a direção da força e o deslocamento, então menos trabalho será feito, pois se torna menos eficiente do que empurrar em uma direção paralela. Quanto mais perpendicular (90°) à direção da força, mais trabalho se aproxima de zero. Se for maior que 90°, então o movimento geral será em direção oposta ao que foi pretendido pela força; resultando em trabalho negativo.

P: A condução de calor é considerada como uma forma de trabalho?


R: Não, a condução de calor não é considerada como uma forma de trabalho, pois não há forças macroscopicamente mensuráveis; apenas forças microscópicas que ocorrem em colisões atômicas.

P: Quem criou "trabalho" como termo?


R: O termo "trabalho" foi criado pelo matemático francês Gaspard-Gustave Coriolis nos anos de 1830.

P: O que diz o teorema Work-Energy?


R: De acordo com o teorema Work-Energy, se uma força externa age sobre um objeto rígido fazendo com que sua energia cinética mude de Ek1 para Ek2, então o trabalho mecânico (W) pode ser calculado usando mv2/2 - mv1/2 , onde m significa massa e v significa velocidade.

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