Trabalho e Energia

Um livro de 0,75 kg se move verticalmente para cima até uma distância de 16 m, retornando depois para sua posição inicial. 
(a) Qual o trabalho realizado pela força gravitacional durante o movimento do livro para cima? 
(b) Qual o trabalho realizado pela força gravitacional durante o movimento do livro para baixo? 
(c) Qual o trabalho total realizado pela força gravitacional durante todo o movimento na subida e na descida? 
(d) Com base em sua resposta do item (c), você poderia dizer se a força gravitacional é conservativa ou não 
conservativa? Explique.

Observe que o deslocamento possui mesma direção da força nos dois casos. Como o enunciado não deu o valor da aceleração da gravidade, vamos considerá-la igual 10 m/s².

a) O deslocamento possui sentido contrário ao da força:
T = - F.d -> T = - 7,5.16 = - 120 N


b) O deslocamento possui sentido coincidente com o da força:

T =  F.d -> T = 7,5.16 = 120 N


c) Somando algebricamente: -120 + 120 = 0. Esse resultado também pode ser obtido através do Teorema da Energia Cinética: o corpo parte do repouso e finaliza o movimento no repouso, de modo que a variação de sua energia cinética seja nula. Então, o trabalho total realizado pela força é também nulo.

d) As forças conservativas não atuam em relação ao deslocamento. Ou seja, a trajetória não interfere no trabalho que essa força realiza. 
Veja que, apesar da força gravitacional ter atuado em um deslocamento de 32m, o seu trabalho é nulo, uma vez que o desnível entre os pontos inicial e final é nulo. A força gravitacional é, então, conservativa. (juntamente com a força elástica e a força elétrica )