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: