Trabalho da força normal sobre um corpo

Corpo deslizando sobre uma superfície curva fixa
Corpo deslizando sobre uma superfície curva fixa

Sabemos que na Física o conceito de trabalho é muito diferente do conceito cotidiano. Em nosso cotidiano trabalho se relaciona com a capacidade de desempenhar algum serviço ou realizar alguma tarefa, como, por exemplo, lavar louças, cortar a grama, lavar o banheiro etc.

Já na física, quando não há a aplicação de força ou se um corpo não sofre deslocamento não houve trabalho realizado. Na física, trabalho tem essa característica porque seu objetivo é medir a energia. Portanto, podemos concluir que trabalho é uma grandeza que mede a energia de um corpo e se um corpo possui energia ele é capaz de realizar trabalho.

Vejamos a figura acima onde um corpo desliza sobre uma superfície fixa. Na figura temos algumas marcações que se referem a trechos retos onde a força normal FN é perpendicular ao deslocamento. Nesses trechos podemos dizer que o trabalho realizado pela força normal é nulo, pois o ângulo formado entre a força e a direção do deslocamento vale θ = 90º. Como a equação do trabalho é:

τ=F.d.cos?θ       ?     τ=F.d.cos?90

Como cos 90º = 0, temos:

τ=F.d.0      ?     τ=0

Mas e o trabalho da força normal nos trechos curvos?

Bem, para determinarmos o trabalho da força normal para os trechos curvos temos que dividi-lo em pedaços pequenos e posteriormente calcular, individualmente, o trabalho de cada pedaço pequeno do trecho curvo.

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Ao dividirmos o trecho curvo em pedaços menores veremos que a força normal em cada um deles será perpendicular ao deslocamento do corpo, portanto, em cada um desses pedaços o trabalho da força normal também é nulo.

Sendo assim, podemos concluir que o trabalho realizado pela força normal sobre um corpo que desliza em contato com uma superfície fixa é nulo. Mas é importante termos em mente que esse resultado só vale para superfícies de contato fixa. Caso a superfície de contato seja móvel, o trabalho da força normal pode ser diferente de zero.

O trabalho da força normal é diferente de zero em situações dentro de um elevador. Por exemplo, se uma pessoa encontra-se dentro de um elevador que se move para cima, teremos atuando sobre ela a força normal, portanto o trabalho é dado por:

τFN =FN  .  d

Onde d é o deslocamento do elevador no sentido para cima.

Aproveite para conferir a nossa videoaula relacionada ao assunto:

Por: Domiciano Correa Marques da Silva