Professora: Viviane Gomide

Apresentação em tema: "Professora: Viviane Gomide"— Transcrição da apresentação:

1 Professora: Viviane Gomide
ENERGIA Aula 1 Trabalho e Lei de Hooke Professora: Viviane Gomide

2 ASSUNTOS ABORDADOS Trabalho realizado por uma força Potência
Lei de Hooke Teorema do Trabalho e Energia

3 Trabalho Realizado por uma Força
De todos os conceitos da ciência, talvez o mais central seja o de energia. A combinação de energia com matéria forma o universo: matéria é substância, energia é o que move a substância. A matéria é o conteúdo do que podemos ver, cheirar e tocar. Ela possui massa e ocupa espaço. A energia, por outro lado, é abstrata. Não podemos ver, cheirar ou tocar a maioria das formas de energia.

4 Trabalho Realizado por uma Força
Pessoas, lugares ou coisas possuem energia, mas geralmente observamos a energia apenas quando ela está sendo transferida ou transformada. Trabalho não é uma forma de energia, mas uma maneira de transferir energia de um lugar para outro ou de transformar uma forma de energia em outra. Um objeto pode possuir energia? E trabalho?

5 Trabalho Realizado por uma Força
O trabalho realizado por uma força constante é definido, fisicamente, como o resultado do produto escalar entre os vetores Força e deslocamento:

6 Trabalho Realizado por uma Força

7 Revisão - Trigonometria
90° y = sen x = cos R = 1 270° 180° 0° a 360°

8 Trabalho Realizado por uma Força
Uma força só realiza trabalho se houver deslocamento na direção da mesma.

9 Trabalho Realizado por uma Força

10 Trabalho Realizado por uma Força

11 Trabalho Realizado por uma Força Variável
O trabalho realizado por uma força variável F(x) é dado pela integração: O valor do trabalho é igual ao valor da área sob o gráfico de Fx(x)

12 Trabalho Realizado por uma Força Variável
O trabalho realizado por F durante um deslocamento finito do ponto material de A1 a A2 é obtido pela integração:

13 Trabalho Realizado por uma Força Variável

14 Trabalho Realizado pela Força Centrípeta
Força centrípeta não realiza trabalho!

15 Exercício 1: Um engradado de 48kg sobe 8m de uma rampa de 30°, puxado por uma corda com tensão constante Fc=540N. O coeficiente de atrito cinético é 0,40. Determine o trabalho realizado por cada força que atua sobre o engradado. (g = 10m/s2)

16 Exercício 2: Calcular o trabalho realizado pela força F para deslocar o corpo de A até B, sabendo que: q F A B ou

17 Exercício 3: Um elevador está subindo, transportando uma carga, a velocidade constante. Enquanto o elevador está subindo com velocidade constante: a)não há trabalho realizado; b)o trabalho feito pela força da gravidade é nulo; c)o trabalho feito pela força de tração é nulo; d)o trabalho feito pela resultante sobre o elevador é nulo.

18 Exercício 4: Uma força agindo sobre uma partícula varia com x como está mostrado na figura. Calcule o trabalho realizado pela força sobre a partícula quando ela se desloca de: a) x = 0 até x = 6,0m. b) x = 3,0 até x = 5,0m.

19 Unidade no S.I.: J/s = W (watt) 1HP=746W
Potência A potência é um grandeza escalar que corresponde à taxa temporal da realização de um trabalho. Ela mede a rapidez com a qual se realiza um trabalho. Unidade no S.I.: J/s = W (watt) 1HP=746W 1kWh = 3,6.106J = 3,6MJ (energia)

20 Exercício 5: Cada um dos dois motores a jato de um avião Boeing 767 desenvolve uma propulsão (força que acelera o avião) igual a N. Quando o avião está voando a 250m/s (900km/h), qual é a potência instantânea que cada motor desenvolve?

21 Exercício 6: Um motor elétrico de 1,0HP (1HP = 746W) aciona uma bomba continuamente. Qual o trabalho realizado pelo motor em um dia e qual o custo? Admita que o preço da energia elétrica seja de R$0,48 por kW.h.

22 Lei de Hooke Para pequenas deformações, o módulo da força exercida por uma mola é diretamente propor-cional à deformação. Quanto maior o valor de k mais rígida é a mola. Forças de contato causam deformação! Não confundir deformação com comprimento!

23 Lei de Hooke

24 k  E Lei de Hooke Constante elástica  Módulo de Elasticidade
A Lei de Hooke é válida para o regime elástico (k = cte), quando o corpo re-torna ao comprimento inicial se o esforço for anulado. Constante elástica  Módulo de Elasticidade k  E

25 Trabalho realizado por uma Mola
(Deformação elástica)

26 Associação de Molas Molas em Paralelo Molas em Série
válido para 2 molas

27 Exercício 7: Uma mulher pesando 600N está em pé sobre uma balança de mola contendo uma mola dura. No equilíbrio, a mola está comprimida 1,0cm sob a ação do seu peso. Calcule a constante da mola e o trabalho total realizado pela força de compressão sobre a mola.

28 Teorema do Trabalho e Energia
Esse é um poderoso método que associa a velocidade de uma partícula com sua posição.

29 dedução geral: Keller, pág. 199
A Energia Cinética (EC) está relacionada com o movimento de um corpo. Unidade no S.I.: J (Joule) dedução geral: Keller, pág. 199 O trabalho realizado pela força resultante que atua sobre um corpo é igual à variação da sua energia (por exemplo, a cinética).

30 Exercício 8: O motorista de um carro de 1200kg, ao cruzar uma avenida plana a 18m/s, freia subitamente. O carro derrapa, vindo a parar após percorrer 25m. a) Qual o trabalho realizado sobre o automóvel pelas forças de atrito? b) Determine o valor da força de atrito, supondo-a constante.

31 Equações: Trabalho  Potência  Lei de Hooke  Energia Cinética 
Força Constante: Trabalho  Força Variável: Potência  Lei de Hooke  Energia Cinética 

32 LEMBRE-SE QUE: Ao realizar trabalho, uma força está transformando uma forma de energia em outra. Uma força só realiza trabalho se houver deslocamento na direção da mesma. Potência é uma grandeza escalar que mede a rapidez com a qual se realiza um trabalho, transformando uma forma de energia em outra. A Lei de Hooke é válida para pequenas deformações (regime elástico  k = cte), onde o corpo retorna à forma inicial se o esforço for anulado. Deformação é a variação de comprimento de um corpo. Constante Elástica (k) é diferente de Módulo de Elasticidade (E). Energia Cinética (Ec) é a energia relacionada com o movimento de um corpo.