Teorema do Trabalho e Energia Cinética – Física Enem

Você sabia que o Trabalho não é uma atividade exclusiva dos humanos? Os animais e as máquinas também realizam Trabalho. No post de hoje você vai entender melhor esse conceito e tirar suas dúvidas sobre o Teorema do Trabalho e Energia. Confira!

O dicionário Michaelis conceitua Trabalho como uma série de atividades produtivas ou intelectuais executadas pelo homem para alcançar determinado fim. A origem da palavra vem do latim tripalium, que era um instrumento de tortura utilizado durante a Idade Média. Do latim, o verbete ganhou um variante no francês, travailler, que significa “sentir dor” ou “sofrer”.

energia cinética
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/25/Senado_Federal_do_Brasil_Fotos_produzidas_pelo_Senado_(14978880876).jpg

O ato de trabalhar só começou a ter o significado mais genérico e a perder o sentido de atividade exaustiva a partir do século XIV. Apesar disso, existem várias profissões extremamente cansativas.

Você trabalha? Você considera o seu dia a dia exaustivo? Você sabia que é possível medir o Trabalho do ponto de vista Físico? Como falamos no início, a ciência permite mensurar o trabalho de pessoas, animais e máquinas. Isso porque o Trabalho é uma relação entre a Força aplicada e a distância percorrida durante a execução de uma atividade.

Dessa forma, podemos concluir que quanto maior a força ou a distância percorrida, maior é o Trabalho realizado. Mas, contrariando a ideia de que ao fazer força você está trabalhando exaustivamente, saiba que é possível fazer Força sem realizar Trabalho. Mas como isso é possível? Simples, Forças que realizam trabalham são aquelas que provocam deslocamento. Sem deslocamento não há Trabalho. No sentido físico do termo, é claro. Veja alguns exemplos abaixo:

Aqui é importante observar que a força que está realizando trabalho é a responsável pelo deslocamento, ou seja, a componente paralela ao deslocamento. A Força perpendicular é responsável apenas pela sustentação do peso. Confira o esquema abaixo:

Agora que você aprendeu alguns conceitos sobre Trabalho e Energia Cinética, assista a aula abaixo para fixar melhor o assunto. Não esqueça de resolver os exercícios e até a próxima. Bons estudos!

 

Exercícios

1- (PUC – MG-2007) Considere um corpo sendo arrastado, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível. Considere as afirmações I, II e III a respeito da situação descrita.

I. O trabalho da força de atrito é nulo.
II. O trabalho da força peso é nulo.
III. A força que arrasta o corpo é nula.

A afirmação está INCORRETA em:

a) I apenas.
b) I e III, apenas.
c) II apenas.
d) I, II e III.

2- (PUC-RJ-2001) Durante a Olimpíada 2000, em Sidney, um atleta de salto em altura, de 60 kg, atingiu a altura máxima de 2,10 m, aterrissando a 3m do seu ponto inicial. Qual o trabalho realizado pelo peso durante a sua descida? (g = 10 m/s²)

a) 1800 J
b) 1260 J
c) 300 J
d) 180 J
e) 21 J

3- (UFSC-2006) Em relação ao conceito de trabalho, é CORRETO afirmar que: 01. quando atuam somente forças conservativas em um corpo, a energia cinética deste não se altera.

02. em relação à posição de equilíbrio de uma mola, o trabalho realizado para comprimi-la por uma distância x é igual ao trabalho para distendê-la por x.

04. a força centrípeta realiza um trabalho positivo em um corpo em movimento circular uniforme, pois a direção e o sentido da velocidade variam continuamente nesta trajetória.

08. se um operário arrasta um caixote em um plano horizontal entre dois pontos A e B, o trabalho efetuado pela força de atrito que atua no caixote será o mesmo, quer o caixote seja arrastado em uma trajetória em ziguezague ou ao longo da trajetória mais curta entre A e B.

16. quando uma pessoa sobe uma montanha, o trabalho efetuado sobre ela pela força gravitacional, entre a base e o topo, é o mesmo, quer o caminho seguido seja íngreme e curto, quer seja menos íngreme e mais longo.

32. o trabalho realizado sobre um corpo por uma força conservativa é nulo quando a trajetória descrita pelo corpo é um percurso fechado.

4- (VUNESP-2007) O monumento de Stonehenge, na Inglaterra, é uma construção que impressiona pela sua grandiosidade, sobretudo por ter sido construído por volta de 2800 a. C. A maior pedra em Stonehenge mede cerca de 10 m e tem massa de 50 000 kg, tendo sido retirada de uma pedreira a 30 km de distância do local. Uma das hipóteses a respeito de como um povo tão primitivo teria sido capaz de realizar tamanha façanha supõe que a pedra teria sido arrastada em algum tipo de trenó primitivo por sobre a neve.

Considerando um coeficiente de atrito cinético de 0,2 e que 500 pessoas teriam participado do arraste da enorme pedra de 50 000 kg, realizado na horizontal e a velocidade constante, ao longo dos 30 km, e adotando g = 10 m/s2 , pode-se afirmar que o valor médio para o trabalho realizado por cada indivíduo seria de

a) 2 000 kJ.
b) 5 000 kJ.
c) 5 500 kJ.
d) 6 000 kJ.
e) 6 500 kJ

Gabarito:

1-B, 2-B, 3 – 50 (Corretas: 2,16,32), 4-D

Referência:

GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Volume 1
Só Física: http://www.sofisica.com.br/

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Rosângela Menezes é formada em Licenciatura em Física pela Universidade Federal do Amazonas e em Jornalismo pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atuou como professora por 10 anos e, atualmente, escreve textos sobre Ciência e Tecnologia.