SUMÁRIO: Formas básicas de energia: energia cinética e energia potencial. Energia interna como a soma das energias cinética interna e potencial interna.

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3 SUMÁRIO: Formas básicas de energia: energia cinética e
energia potencial. Energia interna como a soma das energias cinética interna e potencial interna. Resolução de exercícios e problemas para Consolidação dos conteúdos lecionados. SUMÁRIO:

4 ENERGIA MECÂNICA E ENERGIA INTERNA
SISTEMA Corpo, região ou conjunto de partículas que são o objeto de estudo. Existem apenas duas formas básicas de energia: energia cinética energia potencial

5 Energia associada ao estado de movimento de um objeto.
ENERGIA CINÉTICA Energia associada ao estado de movimento de um objeto. Qualquer corpo em movimento possui energia cinética e quanto maior for a sua velocidade maior será a quantidade de energia cinética que possui. A linha de um gráfico de Ec em função de v2 é uma reta que passa na origem sendo o declive igual a m/2, enquanto a de um gráfico de Ec em função de v será uma parábola.

6 A energia cinética da bola de ténis é 303 J.
Exercício resolvido Determine a energia cinética de uma bola de ténis de massa 200 g num serviço com uma velocidade de intensidade 55,0 m s–1 (198 km h–1). Considere apenas o movimento de translação da bola. Proposta de resolução O primeiro passo é converter a massa em unidade do SI: m = 200 g = 0,200 kg Sendo A energia cinética da bola de ténis é 303 J.

7 Exercício proposto Um corpo com uma velocidade de intensidade 7,0 m s–1 tem uma energia cinética de 180 J. Se o mesmo corpo tiver uma velocidade de intensidade 12,0 m s–1, determine a sua energia cinética.

8 Proposta de resolução Como com os primeiros dados é possível determinar a massa do corpo: Com a mesma expressão é, agora, possível determinar a energia cinética nas segundas condições: A energia cinética do corpo é 5,3 x 102 J.

9 Energia potencial Energia armazenada num sistema em consequência da sua posição ou condição. Nos eletrões na nuvem eletrónica de um átomo, a interação entre as partículas com carga elétrica origina uma energia potencial elétrica. Numa mola esticada a alteração da sua forma cria uma energia potencial elástica. A água armazenada numa barragem apresenta energia potencial gravítica (Epg), que resulta da interação da água com a Terra.

10 Energia mecânica A soma da energia cinética com a energia potencial de um sistema designa-se energia mecânica (Em) de um sistema.

11 Exercício resolvido Uma criança de massa 15,0 kg inicia o seu movimento no topo de um escorrega, com uma energia potencial gravítica de 195 J, e atinge a base com uma velocidade de 5,0 m s–1 e uma energia potencial gravítica nula. Determine a energia mecânica inicial e final da criança.

12 Proposta de resolução No topo do escorrega, a criança só possui energia potencial gravítica porque ainda não está em movimento. Quando atinge a base do escorrega, a criança só possui energia cinética, pois a energia potencial gravítica é nula.

13 Exercício proposto Num jogo de voleibol, uma bola, de massa 270 g, passa entre dois jogadores da mesma equipa. No ponto mais alto da trajetória, a bola possui uma energia mecânica de 15,0 J. Considerando que a energia mecânica da bola se mantém constante e que no lançamento a sua energia potencial gravítica é nula, determine a velocidade com que ela é lançada, considerando apenas o seu movimento de translação.

14 Proposta de resolução

15 Energia interna Energia que tem em conta a estrutura do sistema que é constituído microscopicamente por muitas partículas. Para a energia interna contribuem duas formas básicas de energia: a energia potencial interna - resulta das várias interações entre as partículas que constituem o sistema a nível microscópico; a energia cinética interna - associada ao movimento das partículas que constituem o sistema a nível microscópico.

16 maior o número de partículas que constitui o sistema
Maior massa (m) ↓ maior o número de partículas que constitui o sistema maior número de interações maior energia potencial interna. Maior temperatura (T) ↓ maior agitação das partículas maior energia cinética média interna A energia interna é maior no gobelé que tem maior massa. A energia interna é maior no gobelé que se encontra a temperatura mais elevada.

17 Exercício resolvido Considere os sistemas A, B e C, apresentados a seguir, que revelam diferentes valores de energia interna. 1. De entre os sistemas A e B, qual possui maior energia interna? Justifique. 2. De entre os sistemas A e C, qual possui maior energia interna? Justifique.

18 Proposta de resolução 1. O sistema B tem maior energia interna que o sistema A porque possui maior massa, ou seja, possui maior energia potencial interna. 2. O sistema C tem maior energia interna que o sistema A porque possui maior agitação das partículas, ou seja, possui maior energia cinética interna.

19 Exercício proposto Considere duas garrafas de água, uma de 0,30 L e outra de 1,00 L. Se ambas se encontrarem no frigorífico à temperatura de 8 ºC, qual apresenta valor mais elevado de energia interna? Justifique. Proposta de resolução A que apresenta maior energia interna é a garrafa de 1 L pois ambas se encontram à mesma temperatura, logo, possuem a mesma energia cinética interna, no entanto, como esta tem mais massa de água apresentará maior energia potencial interna.