Trabalho e Energia

WÉ uma forma de energia

É uma grandeza escalar

Unidade:JOULE

W Força

Deslocamento

Não ser perpendicular

F

x

W

W = F x Δx x cos a

W motor

VF

VF

W resistente

W = EF

x

E

F

x

W

Introdução

• As Leis de Newton os permitem analisar muitos tipos de movimento. Mas, sua análise muitas vezes é complicada, exigindo detalhes que simplesmente desconhecemos.

• Há muito tempo, percebeu-se que existe uma outra técnica, mais poderosa, para a análise dos movimentos. Esta outra técnica envolve a energia.

Definição

• O trabalho é a energia transferida para ou de um objeto por meio de uma força atuando no objeto. A energia transferida para o objeto é um trabalho positivo, e a energia retirada do objeto é um trabalho negativo.

Trabalho• Se você acelera um objeto aplicando ao

objeto uma força, você aumenta sua velocidade e, portanto, a sua energia cinética.

• Esta variação de energia cinética diz que a força transferiu energia de você para o objeto.

• Em tal transferência de energia por meio de uma força, diz-se que a força realiza trabalho.

Formas fundamentais de energia

As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais

de energia:

Energia cinética que está associada ao movimento.Esta é a energia que associamos ao vento, à água em movimento, à corrente eléctrica no circuito, ao som e à agitação das partículas do ar junto de um aquecedor.

Energia potencial que corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada.Esta é a energia acumulada numa bateria, nos alimentos e nos combustíveis.

Energia Cinética

• É definida como a energia associada ao estado de movimento de um objeto.

• Quanto mais rapidamente um objeto estiver se movendo, maior será sua energia cinética.

• Calcula-se:

2

21 mvEc

Energia cinética

O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra a rolar têm energia cinética.

Qualquer corpo em movimento possui energia cinética!

Energia Potencial

• É definida como a energia associada ao estado de posição de um objeto.

• Quanto mais alto estiver, maior será sua energia potencial.

• Calcula-se:

mghEpg

2

21 kxEpe

PEDRA “ENERGIZADA”PEDRA “ENERGIZADA”

Energia potencial

O alpinista possui energia armazenada pelo fato de estar a ser atraído pela Terra. Essa

energia que não se está a manifestar mas que pode vir a manifestar-se se cair, designa-se por

energia potencial gravítica.

Energia potencial

O boneco dentro da caixa tem energia armazenada. Esta energia manifesta-se quando

o boneco salta e designa-se por energia potencial elástica.

A energia cinética depende de quê?

Se duas pedras, com a mesma massa, forem atiradas contra uma parede com velocidades diferentes, qual provocará

mais danos?

A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior velocidade porque tem uma

energia cinética maior.

A energia cinética depende de quê?

Se duas pedras, de massas diferentes, forem atiradas contra uma parede com a mesma velocidade, qual provocará maior

estrago?

A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior massa porque tem uma energia

cinética maior.

A energia potencial gravítica depende de quê?

Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três níveis vai causar maior estrago?

A pedra produz mais estragos quando cai do nível 3 porque como cai de uma altura maior tem uma energia potencial gravítica maior.

A energia potencial gravítica depende de quê?

Se deixarmos cair duas pedras de massas diferentes mas da mesma altura, qual vai

causar maior estrago?

A pedra de maior massa produz mais estragos porque tem uma energia potencial gravítica

maior.

Energia cinética e energia potencial

A energia cinética depende da massa e da velocidade.

Maior massa

Maior velocidadeMaior energia cinética

A energia potencial gravítica depende da massa e da altura.

Maior massa

Maior alturaMaior energia potencial gravitacional

A energia potencial elástica depende da deformação.

Maior deformação Maior energia potencial elástica

Trabalho realizado por uma força de mola

EXERCÍCIOS

1 - Qual o trabalho realizado por um força aplicada a um corpo de massa 5kg e que causa um aceleração de 1,5m/s² e se desloca por uma distância de 100m?

2 - Uma força de intensidade 30N é aplicada a um bloco formando um ângulo de 60° com o vetor deslocamento, que tem valor absoluto igual a 3m. Qual o trabalho realizado por esta força?

3 - Um carro de massa 3000 kg acelera sob ação de uma força constante de uma velocidade inicial de 18 km/h até 72 km/h, determine:a) As energias cinéticas inicial e final do carro;b) Qual o trabalho da força entre os instantes inicial e final?

4 - Um bloco de massa igual a 5 kg é lançado com velocidade constante de 0,4 m/s e choca-se com uma mola de constante elástica 80 N/m. Desprezando o atrito entre o bloco e a superfície determine a máxima compressão sofrida pela mola.

5 - Um homem de massa 75 kg sobe uma escada com 15 degraus em 10 s. Cada degrau possui 20 cm de altura e 30 cm de comprimento, dada a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, determine o trabalho da força peso do homem ao subir a escada;