Trabalho e potência
Trabalho W500 J
Potência P125 W
Como usar (3 passos)
- Informe força, deslocamento e o ângulo entre a força e o movimento (θ vale 0° se ficar em branco; tempo é opcional para potência).
- Adicione massa, velocidades, alturas e gravidade para comparar as variações de energia cinética e potencial.
- Clique em Calcular para ver trabalho, potência, ΔK/ΔU/ΔE e o passo‑a‑passo. Copiar URL compartilha essa configuração.
Exemplo padrão: F = 100 N, s = 5 m, θ = 0°, m = 10 kg, v₁ = 0 m/s, v₂ = 3 m/s, h₁ = 0 m, h₂ = 0 m, g = 9,8 m/s², t = 4 s.
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Resultados
Exemplo padrão: W = 500 J, P = 125 W, ΔK = 45 J, ΔU = 0 J e ΔE = 45 J.
Variações de energia
| Energia cinética K₁ | 0 J |
|---|---|
| Energia cinética K₂ | 45 J |
| Variação ΔK | 45 J |
| Energia potencial U₁ | 0 J |
| Energia potencial U₂ | 0 J |
| Variação ΔU | 0 J |
| ΔE (mecânica) | 45 J |
| Diferença W − ΔE | 455 J |
| ΔE / W | 0.09 |
O trabalho é maior que ΔE; a diferença provavelmente corresponde a perdas, como atrito ou calor. (ΔE / W: 0.09)
Como é calculado
- Consideramos uma força F = 100 N atuando sobre um deslocamento s = 5 m com um ângulo θ = 0° entre a força e a direção do movimento (se vazio, θ = 0°).
- O trabalho de uma força constante é W = F s cos θ.
- Substituindo os valores, obtemos W ≈ 500 J.
- Se esse trabalho é realizado em um tempo t = 4 s, a potência média é P = W / t.
- Assim, P ≈ 125 W.
- Para uma massa m = 10 kg que muda de v₁ = 0 m/s para v₂ = 3 m/s, as energias cinéticas são K₁ e K₂.
- Calculamos K₁ = ½ m v₁² = 0 J e K₂ = ½ m v₂² = 45 J; logo ΔK = K₂ − K₁ = 45 J.
- Com alturas h₁ = 0 m e h₂ = 0 m sob gravidade g = 9.8 m/s², obtemos a variação de energia potencial.
- Calculamos U₁ = m g h₁ = 0 J e U₂ = m g h₂ = 0 J, portanto ΔU = U₂ − U₁ = 0 J.
- A variação total da energia mecânica é ΔE = ΔK + ΔU = 45 J, com ΔK = 45 J e ΔU = 0 J. Comparando com o trabalho W = 500 J, a diferença é 455 J e a razão ΔE/W é aproximadamente 0.09.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre trabalho e energia?
Trabalho é a quantidade de energia transferida por uma força atuando ao longo de um deslocamento, enquanto energia descreve o estado de um sistema. Ambos são medidos em joules.
O que a potência representa?
A potência é a taxa de realização de trabalho. O mesmo trabalho feito em menos tempo significa maior potência; a unidade é o watt (J/s).
Como isso se relaciona com a conservação de energia?
Em um sistema ideal, o trabalho é igual à variação de energia mecânica. Diferenças indicam perdas, como atrito ou outras formas de dissipação, ou ainda fontes adicionais de energia.
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