Cálculo do trabalho da força peso

Em Física, vimos que o trabalho de uma força qualquer equivale à medida da quantidade de energia transformada ou transferida de um corpo (sistema) para outro, ou à quantidade de energia transformada dentro de um mesmo sistema. Com base nessa definição, vamos determinar o valor do trabalho em uma situação que descreveremos a seguir.

Uma pessoa, de massa igual a 75 kg, está em queda livre durante o bungee jumping, portanto, está caindo. Durante os primeiros 15 m da queda, a velocidade de queda da pessoa é igual a 16 m/s, ou seja, 57,6 km/h. Considere a aceleração da gravidade 10 m/s².

Para esse salto do praticante de bungee jumping, calcularemos o valor do trabalho da força peso por meio da energia potencial inicial e potencial final. Assim, temos:

Nas equações acima, temos que:

E_pg – energia potencial gravitacional;

m – massa;

g – aceleração da gravidade;

h – altura;

τ – trabalho da força peso.

Substituindo os valores que conhecemos, temos:

O sinal positivo do trabalho significa que o esportista ganha energia cinética com o trabalho da força peso, pois a distância entre ele e a Terra diminui, isto é, sua energia potencial gravitacional diminui.

A unidade de medida de trabalho no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule (J), uma vez que ele pode ser calculado pela diferença de energias. Quando um objeto qualquer está sujeito somente à ação da força gravitacional, o trabalho dessa força é a medida da transformação de energia potencial cinética.

Como a variação da energia cinética de um objeto que cai corresponde à diminuição de sua energia potencial gravitacional, podemos calcular o trabalho usando a diferença entre a energia potencial inicial e a energia potencial final.