Trabalho da força constante

Observe a figura acima. Durante o deslocamento   do bloco é exercida sobre ele a força  , constante, que forma o ângulo   com a direção e o sentido do deslocamento.   é o componente da força   na direção do deslocamento  .

Em física vimos que a definição básica de trabalho é o produto da força pelo deslocamento. Na figura acima podemos dizer que a componente   é uma pequena parcela da força   que influencia diretamente no deslocamento  . Definimos, então, o trabalho da força constante   pela seguinte expressão:

Mas como a relação trigonométrica no triângulo retângulo diz que a componente   é escrita como  , passamos a escrever o trabalho da força constante da seguinte forma:

Como o cosseno de um ângulo assume valores compreendidos entre +1 e -1, o trabalho da força   pode ser:

- positivo quando 

Na figura acima temos que a componente   possui o mesmo sentido do deslocamento, portanto podemos dizer que   favorece o deslocamento.

- nulo quando 

Na figura acima vemos que não existe a componente  , portanto essa força não atua no deslocamento.

- negativo quando 

Como vemos na figura, o trabalho é negativo, pois a componente   é contrária ao deslocamento.

Unidades do trabalho no SI – o joule (J)

Se a força de módulo F = 1 N é exercida na mesma direção e sentido do deslocamento de módulo d = 1m, sendo o ângulo θ = 0°, cos 0° = 1, então o trabalho realizado por esta força é:

Lembrando que o produto N.m é chamado de joule (J), em homenagem a James Prescott Joule.

Aproveite para conferir a nossa videoaula relacionada ao assunto: