Trabalho e Energia Cinética

Trabalho

Vamos supor que numa mesa esteja apoiado um corpo, conforme mostra a figura abaixo. Esse corpo recebe a ação de uma força F constante que faz o bloco sofrer um deslocamento d.

O fato de a força F fazer o corpo sofrer o deslocamento d significa que ela realiza um determinado trabalho. É importante ressaltar que é a força que realiza o trabalho e não o corpo. Portanto, é correto dizer o “trabalho realizado pela força”.
Dessa forma, o trabalho realizado por uma força constante é obtido efetuando-se o produto da força pelo deslocamento do corpo.
T = F . d

Onde: T (trabalho realizado); F (força); d (deslocamento)
No Sistema Internacional de Unidades (SI), trabalho é medido em joule (J).

Energia Cinética

Vamos considerar um corpo de massa m, sobre uma superfície plana e horizontal que se move com velocidade constante v como mostra a figura abaixo.

Dizemos que esse corpo possui, graças a seu movimento, uma energia denominada energia cinética (E_cin). Então, podemos dizer que:
Energia cinética é a energia que um corpo apresenta sempre que estiver em movimento em relação a um determinado referencial. É obtida da seguinte maneira:

Onde: E_c (energia cinética); m (massa do corpo); v (velocidade do corpo).

Teorema da Energia Cinética

Se o trabalho de uma força pode ajudar ou atrapalhar o movimento de um corpo, é possível então relacionar esse trabalho à velocidade do corpo. Para isso, vamos imaginar um corpo que se move numa superfície horizontal sob a ação de uma força, como mostra a figura abaixo.

F = m.a
T = F . d
T = m . a. d (I)
Sendo F constante, a aceleração do movimento também é constante; consequentemente, o módulo dessa aceleração deve ser igual ao módulo da aceleração escalar. Nesse caso, o movimento é uniformemente variado.

Agora vamos substituir a equação (II) na equação (I):

Como energia cinética é mv²/2, temos:
T = E_{cin. final}  - E_{cin inicial}
T = ΔE_cin

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