How does work...work? - Peter Bohacek

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Tradutor: Raissa Mendes Revisor: Wanderley Jesus

In Physics,

Na Física,

the concepts of work and power help us understand

os conceitos de trabalho e potência nos ajudam a entender

and explain lots of things in our universe.

e explicar muitas coisas no nosso universo.

Let's start with work.

Vamos começar com trabalho.

Positive work is the energy we put into a system,

Trabalho positivo é a energia que colocamos num sistema,

and negative work is energy that is transferred out.

e trabalho negativo é a energia que é liberada.

Think of positive work as money being added to your bank account,

Pense no trabalho positivo como o dinheiro que é depositado em sua conta bancária,

and negative work as money taken out.

e no trabalho negativo como o dinheiro que é sacado.

In the metric system,

No sistema métrico,

work and energy are measured in Joules.

trabalho e energia são medidos em Joules.

As an example, let's take a beautiful, old, mechanical grandfather clock.

Como exemplo, vamos pegar um bonito relógio antigo mecânico.

We transfer energy into the clock

Transferimos energia para o relógio

when we turn the crank

quando damos corda nele

to raise the heavy metal cylinders inside the clock.

para levantar os pesados cilindros metálicos dentro do relógio.

When we do this, we are doing positive work,

Quando fazemos isso, estamos fazendo trabalho positivo,

adding energy to the clock,

adicionando energia ao relógio,

and that energy is stored as gravitational potential energy.

e essa energia é estocada como energia gravitacional potencial.

We can calculate the amount of work done by multiplying the force we apply

Podemos calcular a quantidade de trabalho feito multiplicando a força que aplicamos

times the distance over which we apply the force.

vezes a distância na qual aplicamos a força.

To raise the metal cylinders,

Para levantar os cilindros metálicos,

we need to apply a force equal to their weight.

precisamos aplicar uma força igual ao peso deles.

That is, equal to the force of gravity

Isto é, igual à força da gravidade

pulling downward on the cylinders.

puxando para baixo os cilindros.

These cylinders weight 300 Newtons,

Esses cilindros pesam 300 Newtons,

which is pretty heavy,

que é muito peso,

about as much as a small child,

quase o equivalente ao peso de uma criança pequena,

and if we lift them 1/2 meter,

e se os levantarmos meio metro,

then we do 300 Newtons

então multiplicamos 300 Newtons

times 1/2 meter

vezes meio metro

or 150 Joules of work.

ou 150 Joules de trabalho.

Power is the rate at which energy is transferred.

Potência é a taxa na qual a energia é liberada.

When we say rate,

Quando dizemos taxa,

we mean the amount of energy transferred

queremos dizer a quantidade de energia liberada

per unit of time.

por unidade de tempo.

In the metric system, power is measured in

No sistema métrico, a potência é medida em

Joules per second,

Joules por segundo,

or Watts.

ou Watts.

The term Watt goes back to James Watt,

O termo Watt remonta a James Watt,

who came up with the concept of horsepower

que surgiu com o conceito de hp (cavalo-força)

to measure the amount of power

para medir a quantidade de potência

produced by a typical work horse.

produzida por um típico trabalho de cavalo.

James Watt was a producer of industrial steam engines,

James Watt era um produtor de motores a vapor industriais,

and he wanted his potential customers

e queria que seus potenciais clientes

to be able to make comparisons

fossem capazes de comparar

between his steam engines and a familiar quanity,

seus motores a vapor e uma medida familiar,

the power they could get from a working horse.

a potência que eles poderiam obter de um cavalo trabalhando.

It was such a useful idea

Foi uma ideia tão útil

that the metric system unit for power, the Watt,

que o sistema métrico para potência, o Watt,

is named after James Watt.

recebeu esse nome por causa de James Watt.

Following in James Watt's footsteps,

Seguindo os passos de James Watt,

let's compare the amount of power it takes

vamos comparar a quantidade de energia necessária

to run this grandfather clock

para fazer funcionar este relógio de parede

to the power we'd need to run

com a potência que seria necessária para fazer funcionar

a bright, 100-Watt light bulb.

um lâmpada de 100 Watts.

We can measure the power a person uses

Podemos medir a potência que uma pessoa usa

to wind the clock

para dar corda no relógio

by dividing the amount of work they did

dividindo a quantidade de trabalho que eles fizeram

by the time it took them to do it.

pelo tempo que levaram para fazer isso.

If it takes 1 minute, or 60 seconds,

Se levar 1 minuto, ou seja, 60 segundos,

to lift the weights,

para levantar os pesos,

then they are doing 150 Joules

então eles estão fazendo 150 Joules

divided by 60 seconds,

divididos por 60 segundos,

or 2.5 Joules per second of work.

ou seja, 2,5 Joules por segundo de trabalho.

They are adding energy to the clock

Eles estão adicionando energia ao relógio

in the rate of 2.5 Watts.

na taxa de 2.5 Watts.

You would need about 40 times as much

Precisaríamos de aproximadamente 40 vezes mais

to run a bright, 100-Watt light bulb.

para fazer funcionar uma lâmpada brilhante de 100 Watts.

Before we let the clock run,

Antes de deixarmos o relógio funcionar,

the energy is stored

a energia é armazenada

as gravitational potential energy of the cylinders.

como energia gravitacional potencial dos cilindros.

It's like your bank account

É como se fosse sua conta de banco

when you have just deposited money.

quando você acaba de depositar dinheiro.

But if we let the clock run,

Mas se deixarmos o relógio funcionar,

the cylinders slowly move downward.

os cilindros vão se mover lentamente para baixo.

Energy is leaving the clock.

Energia está deixando o relógio.

In fact, when the cylinders get to the bottom,

Na realidade, quando os cilindros chegam ao fundo,

all the energy that we put in will have left.

toda a energia que colocamos dentro terá saído.

So how much power does the clock use?

Então, quanta potência o relógio usa?

That is, how many Joules of energy per second leave the clock

Isto é, quantos Joules de energia por segundo deixam o relógio

if it takes 5 days for the cylinders to return to their original position?

se são necessários 5 dias para os cilindros retornarem a sua posição original?

We can figure this out

Podemos descobrir isso

because we already know how much work we did

porque já sabemos quanto trabalho fizemos

when we lifted the cylinders:

quando levantamos os cilindros:

150 Joules.

150 Joules.

But this time, it took 5 days rather than a minute.

Mas, dessa vez, isso levou 5 dias em vez de um minuto.

Five days is 5 times 24

Cinco dias é 5 vezes 24

times 60

vezes 60

times 60 again

vezes 60 de novo

or 432,000 seconds.

ou seja, 432.000 segundos.

So we divide the work done by the time

Então a gente divide o trabalho feito pelo tempo

and find the answer of about 0.00035 Joules per second,

e encontra a resposta de aproximadamente 0,00035 Joules por segundo,

or about 0.35 milliwatts.

ou cerca de 0,35 miliwatts.

That's a tiny amount of power.

Essa é uma quantidade muito pequena de potência

This clock uses so little power

Este relógio usa tão pouca potência

that you could run almost 300,000 clocks

que poderíamos fazer funcionar quase 300.000 relógios

using the same power it takes to run one 100-Watt light bulb.

usando a mesma potência necessária para fazer funcionar uma lâmpada de 100 Watts.

That's right, you could run a clock in every house

Isso mesmo, poderíamos fazer funcionar um relógio em todas as casas

in a medium sized city with that much power.

de uma cidade de tamanho médio com toda essa potência.

That's a pretty amazing conclusion

Essa é uma conclusão impressionante

and it took knowledge of work

e demandou conhecimento sobre trabalho

and power to figure it out.

e potência para descobrir.