5-Pode o trabalho total realizado sobre um objeto durante um deslocamento ser negativo? Explique. Caso o trabalho total seja negativo, pode seu módulo ser maior que a energia cinética inicial do objeto? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta se o trabalho total sobre um objeto durante um deslocamento pode ser negativo e, em caso afirmativo, se o módulo desse trabalho pode exceder a energia cinética inicial do objeto. O conteúdo aplicado é o Teorema Trabalho–Energia, que relaciona o trabalho total
com a variação da energia cinética
.
Passo 2
O trabalho de uma força é negativo quando essa força tem componente contrária ao deslocamento. Por exemplo, a força de atrito age sempre oposta ao movimento, gerando trabalho negativo. Como o trabalho total
é a soma algébrica dos trabalhos de todas as forças, ele pode ser negativo se as forças dissipativas (ou qualquer força oposta) superarem em módulo as forças que fornecem energia.
Passo 3
Pelo Teorema Trabalho–Energia vale
Se
, então
: o objeto perde energia cinética e desacelera. Portanto, sim, o trabalho total pode ser negativo.
Passo 4
Se
e hipoteticamente
, então
o que é impossível, pois a energia cinética não pode ser negativa. Logo, deve valer
Resposta
Sim, o trabalho total pode ser negativo quando as forças resultantes atuam contrárias ao deslocamento, reduzindo a energia cinética.
Não, o módulo de um trabalho total negativo não pode ser maior que a energia cinética inicial, pois isso resultaria em energia cinética final negativa, o que não é fisicamente possível.
Não, o módulo de um trabalho total negativo não pode ser maior que a energia cinética inicial, pois isso resultaria em energia cinética final negativa, o que não é fisicamente possível.