TEMA A: ENERGIA, TRABALHO E MQUINAS SIMPLES A.1 No§£o de ... Primrias, quando ocorrem...

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    TEMA A: ENERGIA, TRABALHO E MQUINAS SIMPLES

    A.1 Noo de Energia

    A etimologia da palavra energia tem origem no idioma grego, onde

    (ergos) significa "trabalho".

    O conceito de energia muito importante na Fsica. Embora seja difcil definir

    energia, utilizamos frequentemente esta palavra na nossa vida diria, por exemplo:

    chamamos enrgicos aos homens que podem realizar um determinado trabalho,

    porque possuem uma grande energia.

    Os motores elctricos que pem em movimento as maquinarias e mqut4\inas-

    ferramentas, para que possam funcionar as fbricas e indstrias, utilizam energia

    elctrica.

    Os automveis, os avies, as locomotivas e turbina a vapor funcionam por meio

    de energia qumica armazenada nos combustveis. E as turbinas hidrulicas aproveitam

    energia da gua que cai de uma determinada altura.

    Ns, para vivermos e trabalharmos, devemos renovar periodicamente a nossa

    reserva de energia energia qumica armazenada nos alimentos.

    O que a energia? Para responder, analisemos alguns exemplos:

    Durante fotossntese, as plantas verdes produzem energia qumica a partir da

    energia solar;

    Automveis que se movimentam a partir da energia qumica armazenada nos

    combustveis;

    Uma panela com gua a aquecer recebe energia trmica ou calorfica do fogo;

    Uma central hidroelctrica produz energia elctrica a partir da energia

    associada queda de gua armazenada na albufeira.

    Nos exemplos estudados, a fotossntese das plantas verdes, os automveis

    que se movimentam, a panela com gua a aquecer e a central hidroelctrica

    possuem energia. Em Fsica, considera-se energia a propriedade ou atributo de um

    sistema que pode ser transferido para outro.

    A grandeza fsica energia representa-se por E e mede-se em Joule (J).

    A.1.1. Tipos de Sistemas

    Em Fsica, sistema a parte do Universo que objecto do nosso estudo.

    H sistemas onde ocorrem trocas de energia e de matria com o exterior

    Sistemas abertos. Os sistemas onde apenas ocorrem trocas de energia com o exterior

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Etimologiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_grega

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    chamam-se sistemas fechados. Nos sistemas isolados no ocorrem trocas de energia

    nem de matria com o exterior.

    A.1.2. Transferncias de Energia

    Verifica-se que em todos os exemplos anteriormente referidos h sistemas que

    recebem energia de outros sistemas, ou seja, ocorrem transferncias de energia. Os

    sistemas para os quais a energia transferida chamam-se receptores de energia. Os

    sistemas de onde provm a energia designam-se por fontes de energia.

    Logo, o Sol, os combustveis, a electricidade e a queda de gua funcionam como

    fontes de energia, enquanto as plantas verdes, os automveis, a panela e a central

    hidroelctrica funcionam como receptores de energia.

    A.1.2.1. Classificao das fontes de energia

    As fontes de energia podem ser classificados em:

    1. Primrias, quando ocorrem livremente na Natureza. Ex.: a gua, o carvo, o

    urnio, o Sol, o vento e o petrleo bruto;

    2. Secundrias, quando so obtidas a partir de outras. Ex.: a electricidade, o gs

    butano, a gasolina e o gasleo.

    habitual classificar as fontes primrias de energia em:

    o Fontes de energia renovveis, quando esto em contnua renovao, podendo

    ser utilizadas constantemente. Ex.: o Sol, o vento e a gua;

    o Fontes de energia no renovveis, quando demoram centenas de milhares de

    anos para se renovarem, sendo por isso limitadas. Ex.: o petrleo, o gs

    natural, o carvo (combustveis fsseis), o urnio e o plutnio (combustveis

    nucleares).

    Podemos referir que desde a fonte primria de energia at ao consumidor final

    h uma sequncia de transferncia de energia entre os receptores intermdios, que

    constitui uma cadeia energtica.

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    Normalmente, as transferncias de energia de um sistema para outro esto

    associadas a transformao de energia, que ocorrem no mesmo sistema.

    A pilha transforma energia qumica em energia elctrica, enquanto que

    lmpada transforma energia elctrica em energia luminosa e energia trmica em

    energia calorfica.

    Resumo:

    Ocorre uma transferncia de energia sempre que h energia que passa de um

    sistema para outro.

    transferncia de

    energia elctrica Da pilha para a lmpada

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    Ocorre uma transformao de energia quando, no mesmo sistema, h

    converso de uma energia noutra.

    Em senso comum o uso da palavra energia associa-se geralmente capacidade

    para executar trabalho ou realizar uma aco.

    A.2. Formas de Energia

    frequente falar-se em energia elctrica, energia elstica, energia elica,

    energia trmica, etc., o que parece indicar que h muitas espcies ou formas de

    energia. Na realidade, s existem duas formas de energia: a potencial e a cintica.

    A.2.1. Energia Potencial

    Chama-se energia potencial energia armazenada, em condies de poder vir a

    ser utilizada.

    Um martelo levantado, uma mola comprimida ou esticada ou um arco

    tencionado de um atirador, todos possuem energia potencial. Esta energia est pronta

    para ser transformada em outras formas de energia e ser transformada, mediante a

    realizao de trabalho, to logo a configurao espacial do sistema que contm a

    energia potencial mude: quando o martelo cair, pregar um prego; a mola, quando

    solta, far andar os ponteiros de um relgio; o arco disparar uma flecha. Assim que

    ocorrer algum movimento, a energia potencial da fonte diminui, enquanto se

    transforma nos casos citados em energia de movimento (energia cintica). Ao

    contrrio, levantar o martelo, comprimir a mola e esticar o arco so processos onde a

    energia cintica transforma-se em energia potencial.

    A energia potencial pode ser: Energia potencial gravitacional, Energia potencial

    elctrica, Energia potencial elstica, Energia potencial nuclear, etc.

    A.2.2. Energia Cintica

    A energia que um corpo possui como consequncia do seu movimento

    (velocidade) chama-se energia cintica.

    Ela pode ser: Energia trmica, Energia cintica translacional, Energia cintica

    rotacional, Energia cintica total, etc.

    A.3. Transformao de um Tipo de Energia Noutro

    A transformao de um tipo de energia noutro tem tambm lugar quando

    quaisquer dois corpos elsticos colidem; por exemplo, uma bola de borracha colide

    contra o cho ou uma prancha.

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Martelohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Molahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arco_(arma)http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_potencial_gravitacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_potencial_el.C3.A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_potencial_el.C3.A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_potencial_el.C3.A1sticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_potencial_nuclearhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_cin.C3.A9ticahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_t.C3.A9rmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_cin.C3.A9tica_translacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_cin.C3.A9tica_rotacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_cin.C3.A9tica_rotacionalhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia#Energia_cin.C3.A9tica_total

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    Se levantarmos uma bola e a soltarmos em seguida, a bola cair.

    medida que cai, a sua energia potencial gravtica diminui e a sua energia

    cintica aumenta, porque aumenta a velocidade do movimento da bola.

    A bola ao chocar com a prancha comprime-se tanto como a prancha, e a

    energia cintica que a bola possui transforma-se em energia potencial da prancha e da

    bola comprimidas.

    Depois, devido aco das foras elsticas da bola e da prancha, estas

    recuperam a forma inicial; a bola salta sobre a prancha e a energia potencial de ambas

    transforma-se de novo em energia cintica da bola. Ela salta para cima, com a mesma

    velocidade que tinha quando chocou com a prancha.

    Ao subir, a velocidade da bola diminui, assim como a sua energia cintica,

    enquanto que a energia potencial aumenta. A sobe quase mesma altura desde que

    comea a cair. Nesta altura, toda a sua energia cintica se converte em energia

    potencial.

    Conclui-se que qualquer fenmeno da Natureza tem sempre lugar com a

    transformao de uma forma de energia noutra.

    A.4. Lei da Conservao da Energia Mecnica

    No exemplo estudados no ponto anterior, supusemos que as transformaes

    de energia que se produzem nos processos ocorrem sem alterar a energia

    caracterstica do movimento mecnico, isto , a energia potencial transforma-se na

    totalidade em energia cintica e vice-versa.

    h1 h2

    EP mx.EC = 0

    EP=0

    EC mx.

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    Na realidade a bola acaba por parar. Isto por no se conservar a energia

    caracterstica do movimento mecnico, ou seja, por existirem interaces que

    dissipam a energia e que no tivemos em conta. Assim, a fora da frico entre a bola

    e o cho e a fora de resistncia do a