Trabalho e Energia Mecânica

Energia é um conceito muito abrangente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com poucas palavras de um modo preciso. Usando apenas a experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar energia como: “ALGO QUE É CAPAZ DE ORIGINAR MUDANÇAS NO MUNDO”. Por meio desse pensamento percebemos que a
energia relaciona-se diretamente com o trabalho.

1. Trabalho e Energia Mecânica

2. Professoras : Ana Paula Elessandra Roberta

3. O que é Energia?

4. Energia é um conceito muito abrangente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com poucas palavras de um modo preciso.

5. Usando apenas a experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar energia como: “ALGO QUE É CAPAZ DE ORIGINAR MUDANÇAS NO MUNDO”

6. Por definição: ENERGIA É A CAPACIDADE QUE UM CORPO TEM DE REALIZAR TRABALHO OU UMA AÇÃO .

7. A Energia relaciona-se diretamente com o trabalho. Se um sistema físico possui energia, ele é capaz de realizar trabalho.

8. E o que é Trabalho?

9. TRABALHO: É uma medida da Energia transferida pela aplicação de uma Força ao longo de um deslocamento.

10. Normalmente representado por W , do inglês work , ou pela letra grega tau .

11. Onde “ θ ” é o ângulo formado entre a força e o deslocamento sofrido pelo corpo.

12. Energia e Trabalho tem a mesma unidade de medida no Sistema Internacional de Medidas: Joule (J)

13. Essa unidade é uma homenagem ao físico britânico James Prescott Joule, físico inglês do século XIX.

14. a) b) c) d) e)

15. Cos 0º = 1 Cos 37º ~ 0,8 Cos 90º = 0 Cos 120º = -0,5 Cos 180º = -1

16. RESPOSTAS: a) W = 50 J b) W = 40 J c) W = 0 d) W = -25 J e) W = -50 J

17. TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA

18. A energia cinética está associada ao movimento relativo dos corpos, logo podemos associá-la ao trabalho, pois este é a força que provoca o deslocamento num corpo.

19. Como já sabemos calcular o trabalho de uma força constante, é possível encontrar uma expressão matemática para a energia cinética.

20. Temos então:

21. Mas, pela segunda lei de Newton:

22. Temos, portanto: W = m . a . d . 1 (1)

23. Usando a equação de Torricelli, que é obtida quando eliminamos o tempo das funções horárias da posição e da velocidade no MRUV :

24. Podemos determinar a velocidade do bloco ao final do deslocamento d. Como ele parte do repouso a expressão se simplifica:

25. Pode-se obter o valor do produto a . d:

26. Substituindo esse valor de a . d na expressão (1), obtemos:

27. Como a energia cinética é igual ao trabalho realizado pela força, a sua unidade de medida também será a mesma de trabalho, J (Joule).

28. TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA O trabalho de uma força resultante é medido pela variação da energia cinética.

29. Energia Potencial

30. Observando a imagem acima podemos dizer que:

31. Quando um objeto de massa m está a uma determinada altura em relação a um nível de referência, ele tem capacidade de realizar um trabalho.

32. Esta energia associada à posição na qual o objeto está que é denominada energia potencial gravitacional ( Ep ).

33. A energia potencial gravitacional (Ep) é calculada como sendo o produto do peso do objeto com a altura que ele está em relação a um nível de referência:

34. E pg = P.h Como P = m.g, temos:

35. Energia Mecânica

36. A energia mecânica ( E mec ) de um sistema é a soma da energia cinética e da energia potencial. .

37. Energia Mecânica  = Ec+ Ep .

38. CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

39. Observe a figura:

40. Quando um objeto está a uma altura h, como já foi visto, ele possui energia potencial;

41. À medida que está caindo, desprezando a resistência do ar, a energia potencial gravitacional do objeto que ele possui no topo da trajetória vai se transformando em energia cinética.

42. E quando atinge o nível de referência a energia potencial é totalmente transformada em energia cinética.

43. Na ausência de forças dissipativas, a energia mecânica total do sistema se conserva, ocorrendo transformação de energia potencial em cinética e vice-versa.

44. "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Lei de Lavoisier

45. NESTA AULA VOCÊ APRENDEU: O que é trabalho e como se calcula; O que é energia cinética; O que é energia pontencial gravitacional; O que é energia mecânica e conservação de energia mecânica.