Trabalho

e

Energia Mecânica

Professor: FláudioColégio da Policia Militar de Goiás – Unidade Anápolis

O que é Energia?

Energia é um conceitomuito abrangente e, porisso mesmo, muitoabstrato e difícil de serdefinido com poucaspalavras de um modopreciso.

Usando apenas aexperiência do nossocotidiano, poderíamosconceituar energia como:

“ALGO QUE É CAPAZ DE ORIGINAR MUDANÇAS

NO MUNDO”

Por definição:

ENERGIA É A CAPACIDADE QUE UM

CORPO TEM DE REALIZAR TRABALHO

OU UMA AÇÃO.

A Energia relaciona-sediretamente com otrabalho. Se um sistemafísico possui energia, eleé capaz de realizartrabalho.

E o que é Trabalho?

TRABALHO:

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

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

Onde “θ” é o ânguloformado entre a força e odeslocamento sofridopelo corpo.

Energia e Trabalho tem amesma unidade de medidano Sistema Internacional deMedidas:

Joule (J)

Essa unidade é umahomenagem ao físico

britânico James PrescottJoule, físico inglês doséculo XIX.

a)

b)

c)

d)

e)

•Cos 0º = 1

•Cos 37º ~ 0,8

•Cos 90º = 0

•Cos 120º = -0,5

•Cos 180º = -1

RESPOSTAS:

•a) W = 50 J

•b) W = 40 J

•c) W = 0

•d) W = -25 J

•e) W = -50 J

TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA

A energia cinética estáassociada ao movimentorelativo dos corpos, logopodemos associá-la aotrabalho, pois este é aforça que provoca odeslocamento num corpo.

Como já sabemos calcular o trabalho de uma força constante, é possível encontrar

uma expressão matemática para a energia cinética.

Temos então:

Mas, pela segunda lei de Newton:

Temos, portanto:

W = m . a . d . 1 (1)

Usando a equação deTorricelli, que é obtidaquando eliminamos o tempodas funções horárias daposição e da velocidade noMRUV:

Podemos determinar avelocidade do bloco aofinal do deslocamento d.Como ele parte do repouso

a expressão sesimplifica:

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

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

Como a energia cinética é igual ao trabalho realizado pela

força, a sua unidade de medida também será a mesma de

trabalho, J (Joule).

TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA

O trabalho de uma força resultante émedido pela variação da energiacinética.

Energia Potencial

Observando a imagem acima podemos dizer que:

Quando um objeto demassa m está a umadeterminada altura emrelação a um nível dereferência, ele temcapacidade de realizar umtrabalho.

Esta energia associada àposição na qual o objetoestá que é denominadaenergia potencialgravitacional (Ep).

A energia potencialgravitacional (Ep) écalculada como sendo oproduto do peso do objetocom a altura que ele estáem relação a um nível dereferência:

Epg = P.h

Como P = m.g, temos:

Energia Mecânica

A energia mecânica (Emec) de um sistema é a soma da energia cinética e da

energia potencial..

Energia Mecânica = Ec+ Ep

.

CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

Observe a figura:

Quando um objeto está a uma altura h, como já foi visto, ele

possui energia potencial;

À medida que está caindo,desprezando a resistênciado ar, a energia potencialgravitacional do objetoque ele possui no topo datrajetória vai setransformando em energiacinética.

E quando atinge o nívelde referência a energiapotencial é totalmentetransformada em energiacinética.

Na ausência de forçasdissipativas, a energiamecânica total do sistemase conserva, ocorrendotransformação de energiapotencial em cinética e vice-versa.

"Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se

transforma".

Lei de Lavoisier

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.