Quando solicitado a executar uma tarefa fisicamente difícil, é provável que uma pessoa típica diga "Isso é muito trabalho!" ou "Isso consome muita energia!"

O fato de essas expressões serem usadas de forma intercambiável e de que a maioria das pessoas usa “energia” e “trabalho” para significar a mesma coisa quando se trata de relacionamento com trabalho físico , não é coincidência; como costuma ser o caso, os termos da física geralmente são extremamente esclarecedores, mesmo quando usados coloquialmente por pessoas ingênuas da ciência.

Objetos que possuem energia interna, por definição, têm a capacidade de trabalhar
. Quando a energia cinética de um objeto
(energia de movimento; existem vários subtipos) muda como resultado do trabalho realizado no objeto para acelerá-lo ou desacelerá-lo, a alteração (aumento ou diminuição) em sua cinética a energia é igual ao trabalho realizado nela (que pode ser negativo).

O trabalho, em termos da ciência física, é o resultado de uma força deslocando ou mudando a posição de um objeto com massa. “Trabalho é força vezes distância” é uma maneira de expressar esse conceito, mas como você encontrará, isso é uma simplificação excessiva.

Como uma força líquida acelera ou altera a velocidade de um objeto com massa, desenvolvendo as relações entre o movimento de um objeto e sua energia são uma habilidade crítica para qualquer estudante de física do ensino médio ou superior. O teorema da energia de trabalho agrupa tudo isso de maneira organizada, fácil de assimilar e poder.
Energia e trabalho definidos

Energia e trabalho têm as mesmas unidades básicas, kg ⋅ m ^{2 /s 2. Essa mistura recebe uma unidade SI própria, a Joule. Mas o trabalho é geralmente dado no equivalente em newton-metro (N ⋅m). São quantidades escalares, o que significa que elas têm apenas uma magnitude; grandezas vetoriais como F, a, v e d têm magnitude e direção.}

A energia pode ser cinética (KE) ou potencial (PE) e, em cada caso, ocorre de várias formas. A KE pode ser translacional ou rotacional e envolve movimento visível, mas também pode incluir movimento vibracional no nível molecular e abaixo. A energia potencial geralmente é gravitacional, mas pode ser armazenada em fontes, campos elétricos e em outros locais da natureza.

O trabalho líquido (total) realizado é dado pela seguinte equação geral:

W < sub> net \u003d F _{net ⋅ d cos θ,}

onde F _{net é a força líquida no sistema, d é o deslocamento do objeto e θ é o ângulo entre o deslocamento e vetores de força. Embora a força e o deslocamento sejam quantidades vetoriais, o trabalho é escalar. Se a força e o deslocamento estiverem em direções opostas (como ocorre durante a desaceleração ou uma diminuição na velocidade enquanto um objeto continua no mesmo caminho), então cos θ é negativo e W líquido tem um valor negativo.
Definição do Teorema da Energia de Trabalho}

Também conhecido como princípio da energia de trabalho, o teorema da energia de trabalho afirma que a quantidade total de trabalho realizado em um objeto é igual à sua mudança na energia cinética (a cinética final energia menos a energia cinética inicial). As forças trabalham para desacelerar os objetos, bem como para acelerá-los, assim como mover objetos a velocidade constante ao fazê-lo exige a superação de uma força existente.

Se a KE diminuir, o trabalho líquido W será negativo. Em palavras, isso significa que, quando um objeto fica mais lento, "trabalho negativo" foi feito nesse objeto. Um exemplo é o paraquedas de um paraquedista, que (felizmente!) Faz com que o paraquedista perca a KE, diminuindo bastante a velocidade. No entanto, o movimento durante esse período de desaceleração (perda de velocidade) é descendente por causa da força da gravidade, oposta à direção da força de arrasto da calha.