Trabalho é uma forma de transferir energia. Energia mede a capacidade de provocar transformações, enquanto potência indica quão rapidamente elas acontecem.
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Trabalho de uma força
Na Física, existe trabalho quando uma força provoca deslocamento. Para uma força constante, usamos o ângulo entre a força e o movimento.
W em joules (J), F em newtons (N) e d em metros (m).
Ex.: empurrar um carrinho para a frente.
Ex.: atrito reduzindo a velocidade.
Ex.: sustentar uma mochila ao caminhar.
Uma força de 30 N atua na direção de um deslocamento de 4 m.
W = 30 · 4 · cos 0° = 120 JComo força e deslocamento têm a mesma direção, o trabalho é positivo.
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Energia cinética e potencial
A energia pode aparecer em diferentes formas. Na mecânica, duas delas são especialmente importantes.
Aumenta com a massa e com o quadrado da velocidade.
Depende da massa, da gravidade e da altura de referência.
Se a velocidade duplica, a energia cinética fica quatro vezes maior. Se triplica, fica nove vezes maior.
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Conservação da energia mecânica
A energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial: Em = Ec + Epg. Sem forças dissipativas, como o atrito, seu valor total permanece constante.
Com atrito, parte da energia mecânica se transforma em energia térmica. A energia total continua conservada, mas a parcela mecânica diminui.
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Potência: a rapidez da transformação
Duas máquinas podem realizar o mesmo trabalho, mas a mais potente faz isso em menos tempo.
1 watt = 1 joule por segundo.
Compara o que foi aproveitado ao que foi fornecido.
Um elevador realiza 12 000 J de trabalho em 20 s.
P = 12 000 / 20 = 600 WSe fizer o mesmo trabalho em 10 s, sua potência média será 1 200 W.
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Conecte as ideias
Unidades-chave: trabalho e energia em joules (J); potência em watts (W).
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Agora é sua vez
Escolha uma alternativa e confira a explicação.