Trabalho e Energia

TRABALHO E ENERGIA COTIDIANAMENTE, O TERMO TRABALHO NOS REMETE À ALGUMA ATIVIDADE A SER REALIZADA OU ATÉ MESMO CANSAÇO. PORÉM FISICAMENTE O TERMO TRABALHO POSSUI OUTRO SIGNIFICADO TRABALHO PODE SER DEFINIDO COMO A CAPACIDADE DE PRODUZIR ENERGIA.

CONSIDERANDO UM MOVIMENTO EM UMA DIREÇÃO: SE UMA FORÇA REALIZOU UM DETERMINADO TRABALHO W, ENTÃO ESTA FORÇA AUMENTOU A ENERGIA DO CORPO EM W. CONSIDERANDO UM MOVIMENTO EM UMA DIREÇÃO: O TRABALHO NECESSÁRIO PARA DESLOCAR A CAIXA SERÁ DADO POR: A UNIDADE DE TRABALHO É O JOULE (J)

OU SEJA, EM TERMOS DE PRODUTOS ENTRE VETORES PODEMOS ESCREVER NO ENTANTO A FORÇA APLICADA PODE NÃO ESTAR NA MESMA DIREÇÃO DO DESLOCAMENTO, NESTE CASO TEMOS: OU SEJA, EM TERMOS DE PRODUTOS ENTRE VETORES PODEMOS ESCREVER

01. Uma força de 200N realiza um trabalho de 800 J, no deslocamento de um objeto. Calcule o valor desse deslocamento. W = F.d  800 = 200. d  d = 800/200 d= 4 m

FONTES DE ENERGIA AS FONTES DE ENERGIA MAIS COMUS SÃO: HIDRÁULICA, FÓSSIL, SOLAR, NUCLEAR, EÓLICA, BIOMASSA, GEOTÉRMICA, GRAVITACIONAL.

ENERGIA CINÉTICA (K) A ENERGIA CINÉTICA DE UMA PARTÍCULA DE MASSA m E QUE SE MOVIMENTA COM UMA VELOCIDADE v É DEFINIDA COMO: K = energia cinética (Joule – J) m=massa (kg) v = velocidade (m/s)

03. Um carro de 1500kg move-se com uma velocidade de 20 m/s 03. Um carro de 1500kg move-se com uma velocidade de 20 m/s. Calcule a energia cinética desse carro.

TEOREMA TRABALHO-ENERGIA CONSIDERE UMA PARTÍCULA DE MASSA m QUE SE MOVE SOBRE A AÇÃO DE UMA RESULTANTE DE FORÇAS F. O TRABALHO W REALIZADO SOBRE ESSA PARTÍCULA SERÁ:

A energia potencial gravitacional acumulada por uma partícula de massa m que está a uma altura h em relação ao solo é dada por: m  massa (kg) g  aceleração da gravidade ( 9,8 m/ s2 ) h  altura (m= metro) U  energia potencial gravitacional ( J =Joule ) h

Exercícios 01. Quanto de energia gastamos para levantar um corpo de 4 kg a uma altura de 8 m. Dado: g = 9,8 m/ s2 . U = m·g·h = 4·9,8·8  U= 313,6 J

Energia Potencial Elástica É a energia potencial acumulada por molas, cordas elásticas,ou seja, de tudo que tem elasticidade. A energia potencial elástica é calculada por: x = elongação da mola (metro = m) K = constante elástica da mola (N/m) EPE = energia potencial elástica ( J = joule)

Exercícios 01. Uma mola de constante elástica K = 200 N/m, está Comprimida de 0,4 m. Calcule a energia potencial elástica armazenada nessa mola.

Princípio da Conservação da Energia A energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada em outra. Em nossos estudos, analisaremos as transformações entre os diversos tipos de energia estudados. Nos sistemas trabalharemos com o conceito de energia mecânica, que é dada pela soma de todas as energias do sistema: EM=K+U+E cinética elástica gravitacional

Potência Quantifica o trabalho realizado em um sistema por unidade de tempo, e é definido como: W =trabalho (joule= J) t = tempo gasto(segundo=s) P = potência (watt = W)

Exercícios 01. Uma máquina aplica uma força de 300 N para empilhar caixas e realiza um Trabalho de 800 J em 10 s. Calcule a potência dessa máquina. 02. Uma força realiza um trabalho de 100 J desenvolvendo uma potencia de 20 W Calcule o intervalo de tempo para a realização desse trabalho. P = W /t  P = 800/10  P = 80 W P = W/ t  20 = 100/ t  20 . t = 100  t = 100/20  t = 5 s

Exercícios

Um pintor de 75,0 kg sobre uma escada com 2,75 de comprimento apoiada em uma parede vertical. A escada forma um ângulo de 30˚ com a escada. Quanto trabalho a gravidade realiza sobre o pintor? Um carro de 1500 kg move-se com uma velocidade constante e percorreu 200 m em 10 segundos. Calcule a energia cinética desse carro no momento em que ele percorria essa distância. Sabendo que o coeficiente de atrito estático seja 0,3, que a gravidade seja 9,8, que a massa do bloco seja 2,5 kg, que se queira arrastar este bloco por 5 m no sentido da força F que vale 500 N. Calcule o trabalho realizado pela força de atrito, pela força normal, pela força F, e qual o trabalho resultante.

Em um bate-estaca, um martelo de aço de 200 kg é elevado até uma altura de 3,0 m acima do topo de uma viga I vertical que deve ser cravada no solo, conforme a figura. A seguir, o martelo é solto, enterrando mais 7,4 cm a viga I. Os trilhos verticais que guiam a cabeça do martelo exercem sobre ele uma força de atrito constante igual a 60 N. Use o teorema do trabalho-energia para calcular a) a velocidade da cabeça do martelo no momento em que atinge a viga I e b) a força média exercida pela cabeça do martelo sobre a mesma viga. Despreze os efeitos do ar.

Um trabalhador de uma fábrica exerce uma força horizontal para empurrar por uma distância de 4,5 m um engradado de 30,0 kg ao longo de um piso plano. O coeficiente de atrito cinético entre o engradado e o piso é igual a 0,25. a) Qual o módulo da força aplicada pelo trabalhador? b) Qual o trabalho realizado por essa força sobre o engradado? c) Qual o trabalho realizado pelo atrito sobre o engradado? d) Qual o trabalho sobre o engrado pela força normal? E pela força da gravidade? e) Qual o trabalho total realizado sobre o engradado?

Dois blocos estão ligados por um fio muito leve que passa por uma polia sem massa e sem atrito, conforme a figura. Deslocando-se com velocidade escalar constante, o bloco de 20 N se move 75 cm da esquerda para direita e o bloco 12 N move-se 75 cm de cima para baixo. Nesse processo, quanto trabalho é realizado a) sobre o bloco de 12 N i) pela gravidade; e ii) pela tensão do fio? b) sobre o bloco de 20 N i) pela gravidade; ii) pela tensão no fio; iii) pelo atrito; iv) pela força normal? c) Calcule o trabalho total realizado sobre o bloco.