O documento aborda conceitos fundamentais de trabalho e energia, definindo energia como a capacidade de realizar trabalho e relacionando trabalho com a força aplicada ao longo de um deslocamento. Ele explica a energia cinética, a energia potencial gravitacional e a soma dessas duas formas como energia mecânica total, além de apresentar o princípio da conservação da energia. Por fim, o texto destaca a interconversão entre energia potencial e cinética na ausência de forças dissipativas.

1. TrabalhoeEnergia Mecânica

2. Professoras: Ana PaulaElessandra Roberta

3. O que é Energia?

4. Energia é um conceito muito abrangente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com poucas palavras de um modo preciso.

5. Usando apenas a experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar energia como:“ALGO QUE É CAPAZ DE ORIGINAR MUDANÇAS NO MUNDO”

6. Por definição: ENERGIA É A CAPACIDADE QUE UM CORPO TEM DE REALIZAR TRABALHO OU UMA AÇÃO.

7. A Energia relaciona-se diretamente com o trabalho. Se um sistema físico possui energia, ele é capaz de realizar trabalho.

8. E o que é Trabalho?

9. TRABALHO:É uma medida da Energia transferida pela aplicação de uma Força ao longo de um deslocamento.

10. Normalmente representado por W, do inglês work, ou pela letra grega tau .

13. Onde “θ” é o ângulo formado entre a força e o deslocamento sofrido pelo corpo.

14. Energia e Trabalho tem a mesma unidade de medida no Sistema Internacional de Medidas:Joule (J)

15. Essa unidade é uma homenagem ao físico britânico James Prescott Joule, físico inglês do século XIX.

16. a)b)c)d)e)

17. Cos 0º = 1Cos 37º ~ 0,8 Cos 90º = 0Cos 120º = -0,5Cos 180º = -1

18. RESPOSTAS:a) W = 50 Jb) W = 40 Jc) W = 0d) W = -25 Je) W = -50 J

19. TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA

20. A energia cinética está associada ao movimento relativo dos corpos, logo podemos associá-la ao trabalho, pois este é a força que provoca o deslocamento num corpo.

22. Como já sabemos calcular o trabalho de uma força constante, é possível encontrar uma expressão matemática para a energia cinética.

23. Temos então:

24. Mas, pela segunda lei de Newton:

25. Temos, portanto:W = m . a . d . 1(1)

26. Usando a equação de Torricelli, que é obtida quando eliminamos o tempo das funções horárias da posição e da velocidade no MRUV:

27. Podemos determinar a velocidade do bloco ao final do deslocamento d. Como ele parte do repouso a expressão se simplifica:

28. Pode-se obter o valor do produto a . d:

29. Substituindo esse valor de a . d na expressão (1), obtemos:

30. Como a energia cinética é igual ao trabalho realizado pela força, a sua unidade de medida também será a mesma de trabalho, J (Joule).

31. TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA O trabalho de uma força resultante é medido pela variação da energia cinética.

32. Energia Potencial

33. Observando a imagem acima podemos dizer que:

34. Quando um objeto de massa m está a uma determinada altura em relação a um nível de referência, ele tem capacidade de realizar um trabalho.

35. Esta energia associada à posição na qual o objeto está que é denominada energia potencial gravitacional (Ep).

36. A energia potencial gravitacional (Ep) é calculada como sendo o produto do peso do objeto com a altura que ele está em relação a um nível de referência:

37. Epg= P.hComo P = m.g, temos:

38. EnergiaMecânica

39. A energia mecânica (Emec) de um sistema é a soma da energia cinética e da energia potencial..

40. Energia Mecânica = Ec+ Ep.

41. CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

42. Observe a figura:

43. Quando um objeto está a uma altura h, como já foi visto, ele possui energia potencial;

44. À medida que está caindo, desprezando a resistência do ar, a energia potencial gravitacional do objeto que ele possui no topo da trajetória vai se transformando em energia cinética.

45. E quando atinge o nível de referência a energia potencial é totalmente transformada em energia cinética.

46. Na ausência de forças dissipativas, a energia mecânica total do sistema se conserva, ocorrendo transformação de energia potencial em cinética e vice-versa.

47. "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Lei de Lavoisier

48. NESTA AULA VOCÊ APRENDEU:O que é trabalho e como se calcula;O que é energia cinética;O que é energia pontencial gravitacional;O que é energia mecânica e conservação de energia mecânica.