Trabalho da força resultante: energia de movimento

Física

O trabalho da força resultante que atua sobre um corpo em um intervalo de tempo qualquer é igual à variação de sua energia cinética naquele intervalo de tempo.
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Consideremos um corpo sobre uma superfície plana e horizontal, como mostra a figura acima. Suponhamos que esse corpo possua massa m e velocidade . Após um determinado instante, atuará nesse corpo uma força resultante de intensidade  constante e paralela à velocidade inicial. Mantendo as condições iniciais, em um instante qualquer o corpo passa a ter uma velocidade  e terá percorrido uma distância .

Podemos determinar o trabalho realizado pela força resultante constante, ao longo do deslocamento , da seguinte forma:

De acordo com o princípio fundamental da dinâmica (Segunda Lei de Newton), em módulo:

A equação de Torricelli pode ser reescrita da seguinte forma:

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Substituindo a equação (II) na equação (I), obtém-se, finalmente,

A grandeza física escalar  que aparece nesse desenvolvimento, veio do trabalho e está ligada ao movimento. Foi, por isso, denominada energia cinética. Podemos defini-la como segue:

- um corpo de massa m dotado de velocidade instantânea v, para certo referencial, apresenta uma energia cinética Ec, dada por:

A equação (III) que obtivemos anteriormente é chamada de Teorema da Energia Cinética. Podemos enunciar esse teorema da seguinte forma:

- o trabalho da força resultante que atua sobre um corpo em um intervalo de tempo qualquer é igual à variação de sua energia cinética naquele intervalo de tempo. Assim, podemos escrever:


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Para ser lançado ao espaço, o ônibus espacial tem que sair do solo com grande quantidade de energia de movimento
Para ser lançado ao espaço, o ônibus espacial tem que sair do solo com grande quantidade de energia de movimento

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Trabalho da força resultante: energia de movimento"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-forca-resultante-energia-movimento.htm. Acesso em 15 de agosto de 2020.

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Lista de Exercícios
Questão 1

(FGV)

Em alguns países da Europa, os radares fotográficos das rodovias, além de detectarem a velocidade instantânea dos veículos, são capazes de determinar a velocidade média desenvolvida pelos veículos entre dois radares consecutivos.

Considere dois desses radares instalados em uma rodovia retilínea e horizontal. A velocidade instantânea de certo automóvel, de 1 500 kg de massa, registrada pelo primeiro radar foi de 72 km/h. Um minuto depois, o radar seguinte acusou 90 km/h para o mesmo automóvel.

O trabalho realizado pela resultante das forças agentes sobre o automóvel foi, em joules, mais próximo de

a) 1,5 - 104.

b) 5,2 - 104.

c) 7,5 - 104.

d) 1,7 - 105.

e) 3,2 - 105.

Questão 2

(UFPB) Em um trecho do trajeto João Pessoa a São Paulo, um avião desloca-se horizontalmente e com velocidade constante. Admita que as únicas forças que atuam sobre o avião são: a força propulsora gerada pelas turbinas, a força de resistência do ar (atrito) e a força peso. Com relação aos trabalhos realizados por essas forças, considere as seguintes identificações:

- TT: trabalho realizado pela força propulsora das turbinas.

- TR: trabalho realizado pela força de resistência do ar.

- TP: trabalho realizado pela força peso do avião.

Com base no exposto, é correto afirmar:

a) TR = TT, TP =0

b) TR = −TT, TP = 0

c) TR = TT, TP > 0

d) TR= –TT, TP > 0

e) TR = 0, TP = –TT

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