Trabalho de uma força
Em Física, trabalho tem um significado preciso: é a transferência de energia realizada por uma força que provoca deslocamento. Sem deslocamento (ou com força perpendicular ao movimento), o trabalho é zero.
Fórmula
W = F · d · cos θ
θ = ângulo entre a força e o deslocamento · Unidade: joule (J)
- Se θ = 0° (força no sentido do movimento): W = F · d (trabalho positivo).
- Se θ = 180° (força contrária, como atrito): W é negativo.
- Se θ = 90° (força perpendicular, como normal): W = 0.
Energia cinética
É a energia associada ao movimento. Um caminhão a 60 km/h tem muito mais energia cinética que um carro na mesma velocidade — e um mesmo carro, se dobrar a velocidade, terá quatro vezes mais energia (a velocidade entra ao quadrado).
Ec = (m · v²) / 2
Teorema Trabalho-Energia Cinética: o trabalho da força resultante sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética. Wres = ΔEc.
Energia potencial gravitacional
Energia armazenada em um corpo por causa de sua posição em um campo gravitacional. Um objeto no alto de um prédio tem potencial para "virar" energia cinética ao cair.
Ep = m · g · h
Conservação de energia mecânica
Em sistemas sem atrito e sem forças dissipativas, a energia mecânica total (Ec + Ep) se conserva. Isso resolve muitos problemas de queda, montanha-russa e pêndulo de forma direta, sem precisar calcular tempo ou trajetória.
Eci + Epi = Ecf + Epf
Quando há atrito, parte da energia vira calor e a mecânica diminui: Emec inicial − Emec final = |Watrito|.
Potência
Potência mede a rapidez com que a energia é transferida ou consumida. Duas máquinas podem realizar o mesmo trabalho — mas a mais potente faz isso em menos tempo.
P = W / Δt = F · v
Unidade: watt (W) = J / s
No cotidiano: a etiqueta de um chuveiro (5 500 W) é potência; sua conta de luz cobra kWh (energia). Um chuveiro de 5 500 W ligado por 1 hora consome 5,5 kWh.
Erro clássico do ENEM: confundir kW com kWh. kW é potência (grandeza instantânea); kWh é energia (potência × tempo). Só a energia é o que a concessionária cobra e o que a conservação descreve.
Exercícios resolvidos
Exercício 1. Uma força de 20 N empurra uma caixa por 5 m na mesma direção do movimento. Qual o trabalho realizado?
- W = F · d · cos θ, com θ = 0° (cos 0° = 1).
- W = 20 · 5 · 1.
Resposta: W = 100 J
Exercício 2. Um corpo de 2 kg está a 10 m/s. Qual sua energia cinética?
- Ec = (m · v²) / 2.
- Ec = (2 · 10²) / 2 = 200 / 2.
Resposta: Ec = 100 J
Exercício 3. Um livro de 0,5 kg está a 2 m de altura (g = 10 m/s²). Qual sua energia potencial gravitacional?
- Ep = m · g · h.
- Ep = 0,5 · 10 · 2.
Resposta: Ep = 10 J
Exercício 4. Um motor realiza 6 000 J de trabalho em 30 s. Qual sua potência?
- P = W / Δt.
- P = 6 000 / 30.
Resposta: P = 200 W
Exercício 5. Um objeto de 4 kg cai de 5 m de altura (sem resistência do ar, g = 10). Qual a velocidade ao tocar o chão?
- Conservação de energia: Ep inicial = Ec final.
- m·g·h = (m·v²)/2 → v² = 2·g·h = 2·10·5 = 100.
Resposta: v = 10 m/s
Exercícios para praticar
1. Fórmula do trabalho de uma força constante.
2. Fórmula da energia cinética.
3. Fórmula da energia potencial gravitacional.
4. Fórmula da potência média.
5. Unidade de energia no SI?
6. Unidade de potência no SI?
7. Se F é perpendicular ao deslocamento, o trabalho é...
8. Enuncie o Teorema Trabalho-Energia Cinética.
Ferramentas relacionadas
Perguntas frequentes
O que significa dizer que uma força realiza trabalho?
Realizar trabalho é transferir energia por meio de uma força que provoca deslocamento. Sem deslocamento (ou com força perpendicular ao movimento), não há trabalho, mesmo que exista força aplicada.
Qual a diferença entre energia cinética e potencial?
Energia cinética está associada ao movimento (depende da massa e da velocidade). Energia potencial está associada à posição (gravitacional: altura; elástica: deformação de uma mola).
O que é conservação de energia mecânica?
Em sistemas sem atrito e sem forças dissipativas, a soma Ec + Ep permanece constante. Se uma diminui, a outra aumenta na mesma proporção.
Qual a diferença entre potência e energia?
Energia é a capacidade de realizar trabalho (em joules). Potência é a rapidez com que essa energia é transferida (joules por segundo, W).
Por que 1 kWh não é o mesmo que 1 kW?
kW é potência (rapidez de consumo). kWh é energia — a quantidade consumida por 1 kW durante 1 hora. Sua conta de luz cobra kWh, não kW.
Sobre este conteúdo
Última atualização: Julho de 2026 · Responsável: Equipe SóCalculadora · Papel editorial no cluster: módulo conceitual da Trilha de Física Básica — apresenta trabalho, energia cinética, potencial, conservação e potência, integrando dinâmica (Newton) e cotidiano (conta de luz).
Metodologia: Fórmulas e definições conforme matriz do ENEM e BNCC (Ciências da Natureza). Exemplos com unidades no SI e distinção rigorosa entre potência (W) e energia (J/kWh) para evitar erros clássicos. Conteúdo revisado conforme política editorial.
Fontes técnicas: INEP (matriz do ENEM), Halliday, Resnick & Walker — Fundamentos de Física, Ramalho, Nicolau & Toledo — Os Fundamentos da Física.
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