Trabalho e Potência

 Trabalho

        Quando se fala em trabalho todo mundo fica com preguiça, não é mesmo? Mas porque ‘trabalho’ carrega isso consigo? Será que é porque ‘trabalho’ está associado a esforço físico? 

      Vamos, primeiro, lembrar da revolução industrial, onde as indústrias buscaram meios de reduzir os custos, facilitar os esforços dos trabalhadores e agilizar o processamento dos produtos e serviços. Assim, dizemos que, de certo modo, as palavras “esforço realizado” e “trabalho”estão entrelaçadas.

      O que deve haver para existir trabalho então?

·         Força;

·         Deslocamento;

·         Força no mesmo sentido do deslocamento.

      Vejamos um esquema que nos mostra como o conceito de trabalho pode ser visto:

Fonte: feito pelo autor

Exemplos de situação em que há trabalho:

            Então, visto que o trabalho está associado à esforço, dizemos que há força e se essa força realiza um deslocamento, dizemos que há trabalho. Assim, trabalho pode ser expresso por:

t = Fd                                                                    (01)

            Visto que já se conhece as unidades de força (N - Newton) e de deslocamento (m - metro), então dizemos que: 

t = Fd [Nm] ou [J]

            A unidade adotada como padrão pelo Sistema Internacional foi o Joule [J].

            Exemplos para aplicação da equação 01.

Ex. 1: Uma garota empurra uma mesa por uma distância de 2 metros, aplicando uma força constante de 100 N ao longo do deslocamento. Qual o trabalho que essa força realizou?

Primeiro identificamos quem é a força e quem é o deslocamento, depois substituímos na equação 01 e obtemos o trabalho, ou seja, t = Fd = 100*2 = 200 J.

Ex. 2: Um cidadão foi realizar compras no supermercado e, ao final das compras, deslocou o carrinho por uma distância d = 4 m, aplicando uma força F = 100 N. Qual o trabalho realizado? R: Temos, t = Fd = 100*4 = 400 J.

Já o trabalho realizado por uma força peso pode ser associado a uma mochila quando é puxada pra cima ou solta, no entanto há a substituição de d (distância) por h (altura), bem como substituindo a força por uma força peso onde, de acordo com a segunda Lei de Newton, o peso pode ser descrito por Fpeso = mg, considerando sempre g = 10 m/s².

Ex.3: Quando um objeto de 100 N cai de uma altura de 2 m. Qual o trabalho realizado pela força peso?

Sabe-se que t = Fpeso*h, mas Fpeso = mg, então . Porém, já foi dado que Fpeso = 100 N, logo, t = 100*2 = 200 J.

Ex.4: Suponha que uma mochila de m = 5 Kg estará sob ação da gravidade g = 10  ao ser solta de uma altura h = 1 m. Qual o trabalho realizado? 

t = mgh = 5*10*1 = 50 J

            

       Se uma mochila é segurada, parada, há realização de trabalho? Não, pois não há deslocamento!

       Se uma pessoa carrega sacos de cimento na cabeça o dia todo, essa pessoa realizou trabalho? Não pois a força peso está perpendicular ao deslocamento.

       Assim, dizemos que trabalho não é necessariamente um esforço físico.

           

Potência

         

Se uma pessoa A carrega 10 caixas em 5 min e B carrega 10 caixas em 15 min. O trabalho realizado foi o mesmo, mas A é mais potente, pois realizou o mesmo trabalho em menos tempo.

 Assim, se potência é trabalho (t) realizado sobre um tempo (ΔT), temos que:

                                                       (02)

 Ex.5: Quantos joules consumiu uma lâmpada de 60W que ficou ligada por 4 horas?

    Sabendo que 4 horas 14400 s, então, isolando t em 02, temos t = P*ΔT, então t = 60*14400 = 864000 J = 864 kJ. Então o trabalho realizado é t = 864 kJ.