Trabalho Mecânico

                                                                    TRABALHO MECÂNICO

Quando executamos uma atividade como dar aulas, estudar, capinar, dirigir, enfim, estamos trabalhando.

Dentro da Física o conceito de trabalho está ligado à força e deslocamento.

Uma força realiza trabalho quando ela desloca seu ponto de aplicação. Assim, para haver trabalho tem haver FORÇA e DESLOCAMENTO.

Numa expressão bem simples temos que : Ƭ = F.d.cosα, onde F é a intensidade da força aplicada em newtons, d o deslocamento em metros e α o ângulo que a Força faz com o deslocamento.

O mais comum é estudar a situação em que a força é paralela ao plano e, neste caso α = 0o  cosα = 1, donde temos Ƭ = F.d.

UNIDADE: Newton.metro [N].[m] recebe o nome de joule [J].

Ƭ = F⋅d⋅cosα

           d = Δs

 Ƭ = trabalho realizado pela força para um deslocamento retilíneo d.

α = ângulo formado entre a força e o deslocamento retilíneo d.

TRABALHO NULO:

O Trabalho Nulo acontece em 3 (três) situações: 

1a - Há força e não há deslocamento. Se d = 0 ==> F.d = 0

2a - A força e o deslocamento fazem entre si ângulo de 90o, pois cos0o = 0

3a - Há deslocamento, mas não há força. Como? 

No Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) a resultante das forças que atuam sobre um corpo é nula. Consequentemente,

neste caso o Trabalho será NULO.

OBSERVAÇÕES:

1a) O trabalho da força de atrito (Fat) sempre será negativo, pois Fat está sempre contra o sentido do deslocamento:

Ƭ(Fat) = F.d.cos(180o) ==> Ƭ(Fat) = F.d.(-1) ==> Ƭ(Fat) -= - F.d 0 ou seja Ƭ(Fat) <0 (-).

2a) O trabalho da força normal sempre será nulo, pois a força normal é sempre perpendicular à trajetória.

3a) o trabalho realizado por uma força INDEPENDE do tempo e da trajetória. Para o cálculo do trabalho é levado em conta a posição final e a posição inicial ou seja, o deslocamento.

TRABALHO DA FORÇA PESO:

Trabalho do peso 

Vamos calcular o trabalho do peso de uma partícula que se desloca de um nível mais elevado (ponto A) para um nível mais baixo (ponto B), com desnível H. 

Onde:

é o peso; 
 é o deslocamento de A para B. 

Assim, o trabalho de peso, calculado pela definição, é dado por: 

Da figura, temos:

mas, P =mg e, como demonstrado acima, |d|cosα = H

Veja que o trabalho de peso é independente da particular trajetória entre os pontos A e B 

Caso o deslocamento ocorresse de modo inverso, ou seja, de B para A, o ângulo entre  seria β = 180 – α. 

Se cos β = - cos α, o trabalho de peso entre B e A é dado por:

Conclusão: na descida, o peso realiza trabalho positivo, favorecendo a queda, e na subida o peso realiza trabalho negativo, dificultando a o movimento ascendente.