Trabalho e Energia

O conceito de trabalho em física é um pouco diferente do que a gente tá acostumado no dia a dia. Trabalho (simbolizado por W) acontece quando uma força causa o deslocamento de um objeto. Mas ó, só conta se a força e o deslocamento forem na mesma direção, beleza? Se você empurra uma parede com toda sua força e ela não se mexe, então, em termos de física, você não fez trabalho nenhum.

Para calcular o trabalho, você multiplica a força pelo deslocamento e pelo cosseno do ângulo entre eles: W = F cdot d cdot cos(theta). E a energia? Ela vem em várias formas, como cinética, que é a energia de movimento, ou potencial, que é a energia armazenada. A energia cinética (simbolizada por K) de um objeto em movimento é K = frac{1}{2}mv^2, onde m é a massa e v é a velocidade.

No vestibular, as questões de trabalho e energia podem vir de várias maneiras. Você pode ter que calcular o trabalho realizado para mover um objeto, ou a energia necessária para que ele suba uma ladeira. E não esquece da conservação de energia, que diz que a energia total se mantém, só se transforma. Isso significa que se você tem a energia potencial em um ponto alto e deixa o objeto cair, essa energia vai virar energia cinética quando ele estiver em movimento. Fica de olho nisso que cai direto!

Exercício Resolvido

Uma pessoa empurra uma caixa com uma força de 100 text{ N} por uma distância de 5 text{ m} na mesma direção da força. Qual é o trabalho realizado pela pessoa?

Solução: O trabalho é a força vezes o deslocamento, então é só multiplicar 100 text{ N} por 5 text{ m}. Como a força e o deslocamento estão na mesma direção, o trabalho realizado é W = F cdot d = 100 text{ N} cdot 5 text{ m} = 500 text{ J}, onde J é o joule, a unidade de trabalho.

Alternativas:

Exercícios Propostos

1. Se a mesma pessoa empurra a caixa com uma força de 100 text{ N} numa direção que faz um ângulo de 60^circ com a horizontal, qual é o trabalho realizado sobre a caixa ao deslocá-la por 5 text{ m}?

2. Qual é a energia cinética de um carro de 1500 text{ kg} que se move a 20 text{ m/s}?

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