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FÍSICA II

Profª Sueli Santos Página 1

Trabalho e Energia

Energia para um físico, é a capacidade de mudar ou mover coisas. Ela pode tomar várias formas.

Quando você move qualquer parte do seu corpo, está usando o que os cientistas denominam energia muscular. A energia atribuída a uma máquina é chamada energia mecânica. Quando os cientistas aprenderam a desintegrar o átomo, descobriram a energia atômica. A eletricidade, o calor, o som, a luz e as ligações químicas representam outras formas de energia.

A energia pode passar de uma forma para outra. Ex.: se você esfregar dois pedaços de madeira com força bastante e por tempo suficiente, a madeira inflama. Quando faz isso, esta transformando a energia muscular em energia térmica.

Quando a energia é fornecida, ela transforma alguma coisa, ou move alguma coisa, ou causa ao mesmo tempo mudança e movimento.

Energia é capacidade de realizar um trabalho.

Trabalho de uma força constante

Verifica-se experimentalmente que, sempre que ocorre transferência ou transformação de energia, uma força esta deslocando seu ponto de aplicação. Verifica-se, também, que quanto maiores forem o deslocamento do ponto de aplicação da força, ou sua intensidade o cosseno do ângulo formado entre as direções da força e do deslocamento, maior será a transferência ou transformação de energia.

Suponha um bloco, apoiado em um plano horizontal, no qual á aplicada uma força F, constante.

A direção da força forma um ângulo com a direção do vetor deslocamento d sofrido pelo ponto de aplicação da força e a componente da força paralela ao deslocamento é F . cos .

Define-se então trabalho como a grandeza escalar dada pela expressão:

= F . d . cos

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Obs.: é a letra grega tau, que representa trabalho.

A grandeza trabalho não tem direção nem sentido (grandeza escalar) e não depende da trajetória, mais sim do deslocamento do ponto de aplicação da força.

No SI, a unidade de medida de trabalho é o joule (J), que corresponde a newton x metro.

1J = 1 N . m

Exemplo:

Um corpo é arrastado sobre um plano horizontal por uma força constante F. essa força forma um ângulo de 37º com o deslocamento d do corpo. Calcule o trabalho:

a) da força F

b) do peso P do corpo

c) da reação normal N do plano.

Dados:

F = 20N

d = 40 cm

cos 37º = 0,8

a) = F . d . cos 37º

= 20 . 0,4 . 0,8

= 6,4J

b) o peso P forma ângulo = 90º com o deslocamento, logo:

= P . d . cos 90º

= P . d . 0

= 0

c) a reação normal N forma um ângulo = 90º com o deslocamento, logo:

= N . d . cos 90º

= N . d . 0