Energia Cinética, Potencial e Potência

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Sistemas:
Energia cinética:
 É o tipo de energia que está relacionado ao movimento. Todo corpo que se move está dotado de energia cinética, que é uma grandeza escalar medida em joules.
"Energia cinética é a forma de energia que um corpo qualquer possui em razão de seu movimento, em outras palavras, é a forma de energia associada à velocidade de um corpo. Quando aplicamos uma força resultante não nula sobre algum corpo, estamos realizando trabalho sobre ele, desse modo, ele adquire energia cinética na medida em que sua velocidade aumenta.
A energia cinética não depende exclusivamente da velocidade de um corpo, mas também de sua massa. Qualquer tipo de corpo em movimento é dotado desse tipo de energia: translação, rotação, vibração e outros. A energia cinética pode ser calculada pela fórmula seguinte:
EC - energia cinética (J)
m - massa do corpo (kg)
v - velocidade (m/s)"
"O teorema do trabalho e energia cinética afirma que o trabalho realizado sobre um corpo ou partícula é equivalente à variação de sua energia cinética. Esse teorema pode ser descrito por meio da seguinte equação:
τ - trabalho (J)
ΔEC - variação da energia cinética (J)
ECF e EC0 - energia cinética final e inicial (J)
m - massa (kg)
vF e v0 - velocidade final e inicial (m/s)"
" o trabalho é a transferência de energia, por isso, quando estamos empurrando um carrinho de compras, por exemplo, transferimos uma parte de nossa energia para ele. Essa energia transferida transforma-se em movimento, uma vez que o carrinho adquire velocidade."
Questão 1) Assinale a alternativa que represente corretamente a energia cinética de um veículo de 1000 kg de massa que se move a uma velocidade constante de 3 m/s.
a) 450 J
b) 9000 J
c) 4500 J
d) 900 J
e) 300 J"
"Questão 2) Sabe-se que a energia cinética de um corpo é de 2000 J e que a sua massa é de 10 kg. Determine a velocidade com que esse corpo se move e assinale a alternativa correta.
a) 20 m/s
b) 40 m/s
c) 200 m/s
d) 3 m/s
e) 10 m/s"
Questão 3) Qual é o trabalho realizado por uma pessoa de 70 kg que aumenta sua velocidade de 4/s m para 16 m/s?
A) 8400 J
B) 8960 J
C) 140 J
D) 560 J
E) 0 J
Energia potencial gravitacional:
"Energia potencial gravitacional é a energia relacionada à altura de um corpo em relação ao solo. Trata-se de uma grandeza escalar, definida unicamente pelo seu módulo, medido em joules (J). A energia potencial gravitacional é definida por meio da seguinte equação:
Legenda:
Ep – energia potencial gravitacional (J – joules)
m – massa do corpo (kg – quilogramas)
h – altura do corpo em relação ao solo (m – metros)"
"Exercício 1- Um corpo de massa igual a 500 g encontra-se numa região na qual a gravidade local tem módulo igual a 9,8 m/s². Sendo a energia potencial gravitacional atribuída a esse corpo igual a 294,0 J, calcule a altura que esse corpo se encontra em relação ao solo."
Forças:
· Força de atrito cinético (ou dinâmico): é uma força que surge em oposição ao movimento de objetos que estão se movendo;
· Força de atrito estático: atua sobre o objeto em repouso e dificulta ou impossibilita que ele inicie o movimento.
*Quando a força aplicada for contraria ao movimento o valor será negativo.
calculada com a fórmula:
W=F. ΔS
"Exemplo 2: Um carro se move em uma pista de coeficiente de atrito cinético igual a 0,8. Sabendo que a força normal é de 10 N, calcule a força de atrito entre o carro e a pista."
Potência:
Potência é uma grandeza usada para determinar a quantidade de trabalho que é realizada em um processo. Já rendimento é a razão entre a potência útil e a potência total.
"Potência é uma grandeza física escalar medida em watts (W). Pode ser definida como a taxa de realização de trabalho a cada segundo ou como o consumo de energia por segundo. O watt, unidade de potência do sistema internacional de unidades (SI), equivale a 1 joule por segundo."
"A definição de potência média é dada pelo trabalho realizado em função da variação de tempo:
 
Legenda:
P – Potência média (W)
τ – trabalho (J)
Δt – intervalo de tempo (s)"
"Potência mecânica é definida como a taxa de variação das formas de energia relacionadas ao estado de movimento de um corpo. Podemos calcular a potência mecânica de um corpo em movimento por meio das variações de sua energia cinética e de sua energia potencial (gravitacional ou elástica, por exemplo). A potência associada à transformação da energia mecânica, entretanto, só se aplica a sistemas dissipativos (que apresentam atrito), uma vez que, na ausência de atrito e de outras forças dissipativas, a energia mecânica dos corpos mantém-se constante."
"Dessa forma, a potência mecânica relacionada a esse movimento pode ser calculada por meio da seguinte equação:
Questão 1: Um navio que irá transportar uma encomenda de carros aporta para fazer seu carregamento. Os veículos estão em containers e possuem uma massa aproximada de 4 000 kg cada. Para movê-los do porto para o convés do navio, um guindaste os ergue a uma altura de 30 m. Cada operação de elevar um container dura 5 min.
Calcule a potência utilizada pelo guindaste para realizar esta tarefa. Considere a aceleração da gravidade g, igual a 10 m/s².