Work · Trabalho
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| work/wɜːk/ | trabalho |
| joule/dʒuːl/ | joule |
Sweat to carry a box — yet transfer nothing to it?
- Hold a heavy box and walk across a flat floor. Tiring, yes — but in physics you do no work on the box.
- Work needs a force and movement in the force's direction.
- Your upward hold is perpendicular to your sideways walk, so it transfers no energy to the box.
- Getting this right is the key to the whole energy story.
Suor para carregar uma caixa — e ainda assim transferir nada?
- Segure uma caixa pesada e caminhe pelo chão plano. Cansativo, sim — mas fisicamente você não realiza trabalho sobre a caixa.
- Trabalho precisa de uma força e movimento na direção da força.
- Sua força para cima é perpendicular à sua caminhada lateral, então não transfere energia para a caixa.
- Entender isso é a chave para toda a história da energia.
The definition of work
- Work 功 is force times the distance moved along the force: $W = F d \cos\theta$.
- $\theta$ is the angle between the force and the displacement.
- It is a scalar, measured in joules 焦耳 ($1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m}$).
- Work is how energy is transferred to or from an object.
A definição de trabalho
- Trabalho 功 é força vezes a distância percorrida ao longo da força: $W = F d \cos\theta$.
- $\theta$ é o ângulo entre a força e o deslocamento.
- É um escalar, medido em joules 焦耳 ($1\ \text{J} = 1\ \text{N}\cdot\text{m}$).
- Trabalho é como a energia é transferida para ou de um objeto.
A rope pulls a sled $5\ \text{m}$ with $20\ \text{N}$ at $60^\circ$ ($\cos 60^\circ = 0.5$). How much work is done, in joules? · Uma corda puxa um trenó $5\ \text{m}$ com $20\ \text{N}$ por $60^\circ$ ($\cos 60^\circ = 0.5$). Quanto trabalho é feito, em joules?
$W = Fd\cos\theta = 20 \times 5 \times 0.5 = 50\ \text{J}$.
Work is measured in ____ (the same unit as energy). · O trabalho é medido em ____ (a mesma unidade que a energia).
$1\ \text{J} = 1\ \text{N·m}$ — work and energy share the joule. · $1\ \text{J} = 1\ \text{N·m}$ — trabalho e energia compartilham o joule.
Only the aligned part counts
- Split the force into a part along the motion and a part perpendicular to it.
- Only the along-the-motion part, $F\cos\theta$, does work.
- A force at $90^\circ$ to the motion ($\cos 90^\circ = 0$) does zero work.
- That is why carrying the box level, or a satellite's circular orbit, involves no work.
Apenas a parte alinhada conta
- Divida a força em uma parte ao longo do movimento e uma parte perpendicular a ela.
- Apenas a parte ao longo do movimento, $F\cos\theta$, realiza trabalho.
- Uma força a $90^\circ$ do movimento ($\cos 90^\circ = 0$) faz zero trabalho.
- É por isso que carregar a caixa horizontalmente ou a órbita circular de um satélite não envolve trabalho.
Work on a slope · Trabalho numa inclinação
Change the slope and mass to see how much work must be done to move the block along it. · Mude a inclinação e a massa para ver quanto trabalho deve ser feito para mover o bloco ao longo dela.
A force acts at $90^\circ$ to an object's motion. How much work does it do? · Uma força atua em $90^\circ$ ao movimento de um objeto. Quanto trabalho ela faz?
$\cos 90^\circ = 0$, so $W = Fd\cos 90^\circ = 0$. A perpendicular force does no work. · $\cos 90^\circ = 0$, logo $W = Fd\cos 90^\circ = 0$. Uma força perpendicular não faz trabalho.
Positive, negative, and zero work
- Positive work: force has a component along the motion (a push that speeds you up).
- Negative work: force opposes the motion (friction, or catching a falling ball).
- Zero work: force is perpendicular, or there is no movement at all.
- Negative work removes energy; positive work adds it.
Trabalho positivo, negativo e nulo
- Trabalho positivo: a força tem uma componente ao longo do movimento (um empurrão que te acelera).
- Trabalho negativo: a força se opõe ao movimento (atrito, ou segurar uma bola caindo).
- Trabalho nulo: a força é perpendicular, ou não há movimento algum.
- Trabalho negativo remove energia; trabalho positivo adiciona.
Which situation involves negative · negativo work being done on a moving box? · Qual situação envolve trabalho negativo sendo feito numa caixa em movimento?
Friction points opposite the motion ($\theta = 180^\circ$, $\cos = -1$), so it does negative work — removing energy. · O atrito aponta oposto ao movimento ($\theta = 180^\circ$, $\cos = -1$), logo faz trabalho negativo — removendo energia.
Select all · todos cases where a force does zero work on an object. · Selecione todas os casos em que uma força faz zero trabalho num objeto.
Zero work needs $\cos\theta = 0$ (perpendicular) or $d = 0$ (no motion). A force along the motion does positive work. · Zero trabalho precisa de $\cos\theta = 0$ (perpendicular) ou $d = 0$ (sem movimento). Uma força ao longo do movimento faz trabalho positivo.
No movement means no work, however hard you strain. Pushing on an immovable wall does zero work in physics. And a force perpendicular to the motion — like the tension in a whirling string — also does zero work.
Sem movimento significa nenhum trabalho, por mais que você se esforce. Empurrar uma parede imóvel não realiza trabalho na física. E uma força perpendicular ao movimento — como a tensão em uma corda giratória — também faz zero trabalho.
Pushing hard on a wall that does not move still does a lot of work in the physics sense. · Empurrar com força numa parede que não se move ainda realiza muito trabalho no sentido físico.
No displacement means $W = 0$, no matter how hard you push. · Sem deslocamento, há $W = 0$, não importa quão duro você empurre.
A rope pulls a sled $5\ \text{m}$ with a force of $20\ \text{N}$ at $60^\circ$ above the ground ($\cos 60^\circ = 0.5$).
- $W = Fd\cos\theta = 20 \times 5 \times 0.5 = 50\ \text{J}$.
Only the horizontal part of the pull, $20\cos 60^\circ = 10\ \text{N}$, does the work over the $5\ \text{m}$.
Uma corda puxa um trenó $5\ \text{m}$ com uma força de $20\ \text{N}$ a $60^\circ$ acima do solo ($\cos 60^\circ = 0.5$).
- $W = Fd\cos\theta = 20 \times 5 \times 0.5 = 50\ \text{J}$.
Apenas a parte horizontal do puxão, $20\cos 60^\circ = 10\ \text{N}$, realiza o trabalho ao longo do $5\ \text{m}$.
Work transfers energy: $W = Fd\cos\theta$ (a scalar, in joules). Only the force component along the motion does work, so a perpendicular force does zero work. Work is positive when it adds energy, negative when it removes it.
Trabalho transfere energia: $W = Fd\cos\theta$ (um escalar, em joules). Apenas a componente da força ao longo do movimento realiza trabalho, então uma força perpendicular faz zero trabalho. Trabalho é positivo quando adiciona energia, negativo quando a remove.