ENERGIA E ASTRONOMIA
3ª Série
MEDIDA DO TRABALHO
Aula 12
OBJETIVO DA AULA
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PARA INÍCIO DE CONVERSA
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Fisicamente, como calcular trabalho?
CÁLCULO DO TRABALHO
Tendo o entendimento de como o trabalho é compreendido no âmbito do estudo do movimento, o cálculo do trabalho se torna fácil e existem várias expressões matemáticas para isso.
Por essa razão, anote em seu caderno cada expressão apresentada e fique atento(a) às explicações do(a) professor(a)!
Força constante (N)
Deslocamento (m)
Trabalho realizado (J)
cada expressão
2) Trabalho com ângulo entre a força e o deslocamento
Trabalho realizado (J)
Força constante (N)
Deslocamento (m)
Ângulo entre a força e o sentido do deslocamento (°)
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𝝉 = F ∙ d ∙ cos(𝝷 )
3) Trabalho como variação da energia cinética:
Trabalho realizado (J)
Variação da energia cinética (J)
Sendo que variação da energia cinética significa:
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A Energia cinética está associada a velocidade
4) Trabalho como variação da energia potencial:
Trabalho realizado (J)
Variação da energia potencial (J)
5) Trabalho da força peso:
Força Peso (N)
Altura (m)
massa (kg)
Campo gravitacional ou aceleração da gravidade (N/kg ou m/s2)
Trabalho realizado (J)
6) Determinando o trabalho mediante gráficos
Força (N)
O trabalho de uma força também pode ser calculado pelo gráfico da força em função do deslocamento.
Assim, a área limitada pelo gráfico f x d é numericamente igual ao valor do trabalho da força.
Gráfico 1: Força em função do deslocamento para uma força constante que desloca o objeto em sua direção e em seu sentido. A área do retângulo hachurado corresponde ao trabalho realizado.
Gráfico 2: Força em função do deslocamento para uma força variável. A área do triângulo hachurado corresponde ao trabalho realizado.
Deslocamento (m)
Praticando 1
Ao comando do(a) professor(a), você terá dois minutos para calcular o trabalho de uma força que uma pessoa precisa fazer para erguer uma mala de 6 kg a 1,5 m do chão. Considere que a força aplicada é constante e o valor do campo gravitacional corresponde a 10 N/kg.
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𝜏 = ?
m = 6 kg
g = 10 N/kg
h = 1,5 m
Resolvendo 1
A alteração da altura da mala indica que o trabalho realizado corresponde a variação da energia potencial gravitacional, portanto:
Assim →
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Praticando 2
Ao comando do(a) professor(a), determine o trabalho realizado pela força elástica. Ao término do tempo, mostre a resolução para o(a) professor(a)!
A figura e o gráfico abaixo representam a força elástica aplicada em uma mola em função da sua deformação:
Imagem: GONÇALVES FILHO, Aurélio; TOSCANO, Carlos. Física: interação e tecnologia. Direito de imagem reservado a Editora Leya. Ilustração de autoria de Klayton Luz.Imagem utilizada para fins didáticos, sem fins comerciais e com citação de autoria.
Resolvendo 2
O gráfico dessa questão permite que o trabalho realizado seja calculado pela área do triângulo. Observe:
F (N)
10
0
0,5 d (m)
O QUE VIMOS?
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Na aula de hoje, compreendemos como determinar a medida de trabalho.
REFERÊNCIAS
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
PARANÁ. Trilha Energia e Astronomia. Secretaria de Estado da Educação. Curitiba, 2023.
POLITO, Antony M. M. A Construção da estrutura conceitual da Física Clássica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2016.