Fórmula do Trabalho: pra relembrar o que é

A fórmula do trabalho é mais um conceito de física que, com toda a certeza, vai estar na prova do Enem deste ano! Prepare-se para relembrar tudo sobre a mesma: o que ela mede exatamente, como aplicá-la e de que forma ela pode aparecer no exame.

De quebra, ainda separamos neste post alguns exercícios pra você praticar e dominar esse conteúdo. Então, respire fundo  e vai em frente!

O trabalho na física

O conceito de trabalho, na física, é diferente do trabalho do dia a dia, que nos remete a realização de uma determinada tarefa. Trabalho, aqui, é a transferência da energia de um corpo a partir da aplicação de uma força. Isso produz uma variação de energia cinética.

O trabalho é uma grandeza física. Ela mede a transferência ou a transformação de energia resultante da atuação de uma força. A unidade de medida do trabalho chama-se joule (j).

Fórmula do trabalho

O trabalho é calculado a partir da distância que o corpo percorre na direção da força aplicada. Pra calculá-lo é preciso multiplicar o módulo da força aplicada pela distância percorrida pelo objeto. Pra isso, utilizamos a seguinte fórmula:

τ = FR .d, onde:

T – trabalho aplicado em joules (j);

F – módulo de força  em newtons (N);

d – deslocamento do corpo.

A fórmula acima deve ser utilizada nos casos em que o sentido da força aplicada é paralelo à direção do corpo que sofre a ação.

Quando essas grandezas não forem paralelas, é preciso considerar o ângulo formado entre elas. Nesse caso, a fórmula fica:

T = F x d x cosθ, onde:

T – trabalho aplicada em joules (j);

F – força  em newtons (N);

d – deslocamento do corpo.

θ – ângulo entre o eixo da força e o eixo de deslocamento do corpo.

Mas como funciona na prática?

Como você já sabe, pra arrasar nas questões de física do Enem não basta simplesmente decorar as fórmulas. É preciso entender como elas devem ser aplicadas. Sendo assim, segue um exemplo prático da aplicação da fórmula do trabalho:

Uma força de 20N é aplicada sobre um bloco inicialmente parado. Essa força atua com uma inclinação de 60° em relação à superfície do solo. O bloco é arrastado por 15 metros. Desconsidere qualquer atrito. Qual o trabalho realizado por essa força?

Se liga na resolução:

T = F x d x cos

T = 20.15.1/2 -> T=150N

A força de 20N atua a 60° do sentido do movimento, e desloca o bloco por 15 metros. Logo, T = 150N

Hora de praticar

Ficou claro pra você pra que serve e como utilizar a fórmula do trabalho? Se ainda não, fique calmo! Praticar como ela deve ser aplicada vai ajudar a entender. Por isso, separamos alguns exercícios pra ajudar a esclarecer tudo. 

Resolva-os utilizando a fórmula do trabalho e depois confira, no gabarito, como foi o seu desempenho.

1. (Enem 2015) Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. 

Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:

1. 5,4 x 10² J.
2. 6,5 x 10³ J.
3. 8,6 x 10³ J.
4. 1,3 x 104 J.
5. 3,2 x 104 J.

2. (Enem 2011) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. 

Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma (CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de:

1. a liberação de calor dentro do motor ser impossível.
2. a realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.
3. a conversão integral de calor em trabalho ser impossível.
4. a transformação de energia térmica em cinética ser impossível.
5. a utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

3. (UESPI) Um bloco de 2 Kg é puxado com velocidade constante por uma distância de 4 m em um piso horizontal por uma corda que exerce uma força de 7 N fazendo um ângulo de 60º acima da horizontal. 

Sabendo que Cos(60º) = 0,5 e Sen(60º) = 0,86, o trabalho executado pela corda sobre o bloco é de:

1. 14,0 J.
2. 24,0 J.
3. 28,0 J.
4. 48,1 J.
5. 56,0 J.

4. (Espcex) Um bloco, puxado por meio de uma corda inextensível e de massa desprezível, desliza sobre uma superfície horizontal com atrito, descrevendo um movimento retilíneo e uniforme. 

A corda faz um ângulo de 53° com a horizontal e a tração que ela transmite ao bloco é de 80 N. Se o bloco sofrer um deslocamento de 20 m ao longo da superfície, o trabalho realizado pela tração no bloco será de:

(Dados: sen 53° = 0,8 e cos 53° = 0,6)

1. 480 J
2. 640 J
3. 960 J
4. 1280 J
5. 1600 J”

Gabarito:

1 – D

2 – C

3 – A

4 – C

Como foi seu desempenho? Ainda não tá com tudo dominado sobre a fórmula do trabalho? Mas, com certeza, desde que iniciou pelo nosso post seu desempenho melhorou, certo?

Lembre-se que estudar e praticar é o segredo pra evoluir e não há fórmula mágica pra mudar isso. Dedicação é a chave pra garantir um excelente desempenho no Enem.

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