Trabalho e conservação de energia

Trabalho e Conserva¸ca˜o da Energia

Os problemas relacionados com a produ¸c˜ao e consumo de energia ocupam diariamente os notici´arios de TV, r´adios e jornais e constituem uma constante preocupa¸c˜ao do governo e da popula¸c˜ao de todas as na¸co˜es do mundo. Por estes notici´arios, vocˆe j´a deve saber que, se um pa´ıs possui grandes reservas de energia, ele ter´a possibilidades de se desenvolver, pois, al´em de poder exportar parte desta energia, ele poder´a utiliz´a-la para instala¸ca˜o de ind´ ustrias, ilumina¸ca˜o, aquecimento, locomo¸ca˜o de ve´ıculos etc.
Vocˆe vˆe ent˜ao, que a energia desempenha um papel muito importante no mundo atual, sendo justific´avel que procuremos conhecˆe-la melhor. Nesta aula faremos uma introdu¸c˜ao ao estudo da energia.
Iniciaremos nosso estudo introduzindo o conceito de uma grandeza, denominada trabalho, que est´a relacionada com a medida da energia, como ser´a visto no desenvolvimento desta aula.

Trabalho de uma for¸ca

Trabalho - Consideremos um corpo sendo arrastado sobre uma mesa horizontal, submetido `a a¸ca˜o de uma for¸ca F (figura acima). Suponha que a
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for¸ca F seja constante e que o corpo se desloque de uma distˆancia d. Sendo θ o ˆangulo entre F e a dire¸c˜ao de deslocamento do corpo (figura anterior), define-se o trabalho, T , realizado pela for¸ca F da seguinte maneira:
Trabalho da for¸ca constante F , que forma com o deslocamento d um ˆangulo θ, ´e dado por T = F.d.cosθ.
Pela equa¸c˜ao de defini¸c˜ao de trabalho, lembrando que cosθ ´e um n´ umero adimensional (n˜ao possui unidades), vemos que a unidade de medida dessa grandeza, no Sistema Internacional (S.I.), ´e
1 Newton × 1 metro = 1 N.m
Esta unidade ´e denominada 1 Joule em homenagem ao f´ısico inglˆes do s´eculo XIX, James P. Joule, que desenvolveu v´arios trabalhos no campo de estudo da energia. Ent˜ao,
1 N.m = 1 Joule = 1 J (figura abaixo)

Coment´arios - 1) Na defini¸ca˜o de trabalho est˜ao envolvidas duas grandezas