Trabalho e Energia Mecânica Professor Fabiano

Trabalho Conceito Em física, trabalho (normalmente representado por W, do inglês work, ou pela letra grega tau) é uma medida da energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.físicatauenergiaforça deslocamento

Trabalho de uma força constante

Exemplo Esquema A = 37 graus), cos37 = 0,80. · W = 10N.1,0m.0,80 · W = 8,0 J Esquema B = 120 graus), cos120 = -0,87. · W = 10N.1,0m.(-0,87) · W = -8,7 J Esquema C: = 0 grau), cos0 = 1,0. · W = 10N.1,0m.1,0 · W = 10 J Esquema D: = 90 graus), cos90 = 0. · W = 10N.1,0m.(0) · W = 0 Esquema = 180 graus), cos180 = -1,0. · W = 10N.1,0m.(-1,0) · W = -10 J

Trabalho gravitacional Wg = +P.h Wg = - P.h

O Trabalho não depende da trajetória

Trabalho de uma força variável

Trabalho de uma força elástica

Energia Cinética A energia cinética é a energia que o sistema possui em virtude do movimento das partículas que constituem o sistema, em relação ao referencial adotado.Ela depende de sua massa e do módulo de sua velocidade ao quadrado; não depende da direção de sua velocidade porque a energia cinética é uma grandeza escalar. Assim, podemos generalizar dizendo que é a energia que o corpo tem quando ele está em movimento.

Teoria da Energia Cinética O trabalho total de todas as forças atuantes em um sistema físico é dado pela variação da energia cinética do sistema.

exemplo Um corpo de massa 5 kg parte do repouso, no instante t= 0s, sob a ação de uma força constante e paralela à trajetória e após 10 s adquire a velocidade de 72 km/h. Determine: a) a energia cinética no instante t = 0 s e t’ = 10 s; b) o trabalho no intervalo de 0s a 10 s.

resolução a) J ( parte do repouso V = 0) b)  = 1000 J – 0 J = 1000 J

Energia Potencial Gravitacional A energia potencial gravitacional é a energia potencial mais familiar, porque é muito vista no dia a dia, aparecendo em muitos tipos de movimentos em que é convertida em energia cinética, como por exemplo: na queda de objetos, no sistema solar, no balançar do pêndulo, no arremesso de dardos, ao pular, e muitos outros exemplos em que envolve a gravidade.energia potencialenergia cinética

exemplo Uma bola de borracha, de massa 50 g, é abandonada de um ponto A situado a uma altura de 5,0 m e, depois de chocar-se com o solo, eleva-se verticalmente até um ponto B, situado a 3,6 m. Considere a aceleração da gravidade local da gravidade 10 m/s2. Determine a energia potencial gravitacional da bola nas posições A e B, adotando o solo como o ponto de referência.

resolução a) Ep(A)= 0, = 2,5 J b) Ep(B)= 0, ,6 = 1,8 J

Energia Potencial Elástica Define-se 'energia potencial elástica' a energia potencial de uma corda ou mola que possui elasticidade.cordamola elasticidade Se considerarmos que uma mola apresenta comportamento ideal, ou seja, que toda energia que ela recebe para se deformar ela realmente armazena, podemos escrever que a energia potencial acumulada nessa mola vale:energia

exemplo É dada uma mola de constante elástica dimensionada em 20N/m deformada em 40 cm. Determine a energia potencial elástica armazenada.

resolução x = 40 cm = 0,40 m K = 20 N/m EPEL = EPEL = 1,6 J

Conservação da energia mecânica Na ausência de forças disssipativas, a energia mecânica total do sistema se conserva, ocorrendo transformação de energia potencial em cinética e vice-versa. Podemos escrever: E mec = E p + E c = constante

Exemplos Um corpo de massa 2 kg é abandonado, verticalmente, a partir do repouso de uma altura de 45 m em relação ao solo. Determine a velocidade do corpo quando atinge o solo. Dado g = 10 m/s². Despreze atritos e resistência do ar.

resolução 900 J +0 J = 0J + V² 900 J +0 J = 0J + V²

Mapa conceitual