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Trabalho Mecânico
Calcule o trabalho mecânico realizado por uma força ao longo de um deslocamento.
O trabalho mecânico é a quantidade de energia transferida por uma força ao longo de um deslocamento. É uma das grandezas fundamentais da mecânica.
Fórmula: W = F × d × cos(θ), onde F é a força (N), d é o deslocamento (m) e θ é o ângulo entre a força e o deslocamento. O resultado é em joules (J).
Quando a força é paralela ao deslocamento (θ=0°): W = F×d (máximo trabalho). Quando perpendicular (θ=90°): W = 0 (força não realiza trabalho). Quando oposta (θ=180°): W = -F×d (trabalho negativo, energia retirada do objeto).
Teorema trabalho-energia: o trabalho total realizado sobre um objeto é igual à variação de sua energia cinética: W_total = ΔEc.
Unidade: 1 joule = 1 N × 1 m. Ou seja, empurrar 1 newton ao longo de 1 metro realiza 1 joule de trabalho.
Aplicações: cálculo de energia necessária para içar cargas, potência de máquinas, eficiência de sistemas mecânicos.
Fórmula
∑W = F × d × cos(θ) | W = ΔEc (teorema trabalho-energia)
Como usar
1. Insira a força aplicada
2. Insira o deslocamento
3. Insira o ângulo entre força e deslocamento
4. Clique em Calcular
Exemplos Práticos
Exemplo 1
Empurrar caixa
Força de 200N empurrando caixa 5m horizontalmente.
Resultado:W = 1.000 J = 1 kJ
F=200 N, d=5 m, θ=0°
Exemplo 2
Carregar mochila
Pessoa carrega mochila de 10kg subindo 3m de escada.
Resultado:W = 294 J
F=98 N, d=3 m, θ=0°
Exemplo 3
Força inclinada
Força de 500N a 60° ao longo de 10m.
Resultado:W = 500×10×cos(60°) = 2.500 J
F=500 N, d=10 m, θ=60°
Perguntas Frequentes
Não. Se o ângulo entre força e deslocamento é 90°, cos(90°)=0 e W=0. A força normal (perpendicular ao piso) não realiza trabalho quando andamos horizontalmente.
Potência é a taxa de realização de trabalho: P = W/t (em watts). Uma máquina de 1 kW realiza 1.000 J de trabalho por segundo.
Sim. Quando a força é oposta ao deslocamento (θ=180°), W é negativo. O atrito realiza trabalho negativo, retirando energia cinética do objeto.