Trabalho e energia mecânica.
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O que e energia?
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Energia e um conceito
muito abrangente e, por
isso mesmo muito
abstrato e difícil de ser
definido com poucas
palavras de um modo
preciso.
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Usando apenas a
experiência do nosso
cotidiano poderíamos
acentuar energia como:
”Algo capaz de originar
mudanças no mundo”
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Por Definição:
Energia e a
capacidade que um
corpo tem de
realizar um trabalho
ou uma ação .
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A energia
Relaciona-se
Diretamente Com o
Trabalho .Se um
sistema Físico
possui energia ,Ele
E capaz de realizar
trabalho.
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O Que E Trabalho ?
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E uma medida da
Energia transferida
Pela Aplicação de
uma Força Ao Longo
De um
Deslocamento.
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Normalmente
Representado
Por W, Do
Inglês Work
Ou Pela Letra
Grega Tau (t)
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Energia Mecânica
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Energia Mecânica :
Sempre que tivermos
um objeto em
Movimento ou com a
Possibilidade de vir a
Realizar um Movimento
Teremos Associada
Uma Certa Quantidade
de Energia Mecânica
,Existem dois Tipos De
Energia Mecânica.
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Tipos de Energia
Mecânica:
Energia Potencial: Energia
Armazenada Que Depende Da
Posição Do Corpo.
Energia Cinética: Energia Que
Depende Da Velocidade Do
Corpo, Ou Seja Do seu
Movimento
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Energia Potencial
Existem Dois Tipos De energia
Potencional:
Energia Potencial Gravitacional
Energia Potencial Elástica
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Energia Cinética:
Energia Cinética
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Conservação de
energiaA Energia Permanece
Constante Na
ausência de forças
dissipativas ,apenas
transformando-se em
Suas Formas Cinética
E Potencional
EM=EP+EC
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Conservação de
energia Mecânica
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Potência
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Defini-se potência como
sendo o tempo gasto para se
realizar um determinado
trabalho. Matematicamente, a
relação entre trabalho e
tempo fica da seguinte forma:
Em que Pot é a potência
média, Δt é o intervalo de
tempo gasto para a realização
do trabalho e τ é o trabalho
realizado pelo corpo.
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A unidade de potência no
Sistema Internacional é o
watt, representado pela letra
W. Esta foi uma homenagem
ao matemático e engenheiro
escocês James Watt. As
outras medidas de potência
são o cavalo-vapor e o
horse-power. O termo
cavalo-vapor foi dado por
James Watt (1736-1819),
que inventou a primeira
máquina a vapor.
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James queria mostrar a
quantos cavalos
correspondia a máquina
que ele produzira.
Assim sendo, ele
observou que um
cavalo podia erguer
uma carga de 75 kgf, ou
seja, 75. 9,8 N=735 N a
um metro de altura, em
um segundo.
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P= 735 N.1m/1s= 735
W
Feito tal observação,
ele denominou que
cavalo-vapor (cv) seria
a potência de 735 W.
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Rendimento
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Em nosso dia a dia é muito
comum falarmos em
rendimento, seja na escola,
no trabalho ou até mesmo
quando queremos saber
quantos quilômetros um
automóvel faz com um litro de
combustível. No estudo de
Física, a noção de rendimento
está ligada à energia e
potência.
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Todas as vezes que uma
máquina realiza um
trabalho, parte de sua
energia total é dissipada,
seja por motivos de falha
ou até mesmo devido ao
atrito. Lembrando que
essa energia dissipada
não é perdida, ela é
transformada em outros
tipos de energia (Lei de
Lavoisier).
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Assim sendo,
considera-se a
seguinte relação
para calcular o
rendimento:
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Questões Energia potencial
Um vaso de 2,0kg está
pendurado a 1,2m de
altura de uma mesa de
0,4m de altura. Sendo g
= 10m/s², determine a
energia potencial
gravitacional do vaso em
relação à mesa e ao
solo.
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Resolução
m = 2kg
hvm = 1,2m
hms = 0,4m
hvs = hvm + hms = 1,6m
g = 10m/s²
A energia potencial gravitacional do
vaso com relação à mesa.
Epg = m.g.hvm
Epg = 2.10.1,2 = 20.1,2 = 24J
A energia potencial gravitacional do
vaso com relação ao solo.
Epg = m.g.hvs
Epg = 2.10.1,6 = 20.1,6 = 32J
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Energia Mecânica
(UCSA) Uma partícula de
massa constante tem o módulo
de sua velocidade aumentado
em 20%. O respectivo aumento
de sua energia cinética será
de:
R=44%
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Três homens, João, Pedro e
Paulo, correm com velocidades
horizontais constantes de 1,0
m/s, 1,0 m/s e 2,0 m/s
respectivamente (em relação a
O, conforme mostra a figura
abaixo). A massa de João é 50
Kg, a de Pedro é 50 kg e a de
Paulo é 60 Kg.
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Resolução
R=0 J e 30 J
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Conservação de
energiaImagine que você deixa cair
(abandonado) um objeto de
massa m e de altura de 51,2
metros. Determine a
velocidade desse objeto ao
tocar o solo.
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Chamaremos de ponto
(A) a posição em que o
objeto foi abandonado e
ponto (B) o solo. Como
o objeto foi
abandonado, a
velocidade inicial
em A é zero, portanto,
no ponto A não existe
energia cinética. Pela
conservação da energia
mecânica, temos:
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(FUVEST) Um objeto de 20kg
desloca-se numa trajetória retilínea
de acordo com a equação horária
dos espaços s = 10 + 3,0t + 1,0t2,
onde s é medido em metros e t em
segundos.
a) Qual a expressão da velocidade
escalar do objeto no instante t? b)
Calcule o trabalho realizado pela
força resultante que atua sobre o
objeto durante um deslocamento de
20m.
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a) V = 3,0 + 2,0t (SI)
b) 8,0 . 102J