AVA 2 - FENÔMENOS MECÂNICOS

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Aluno: Caio Moreira Sales Ferreira 
Matrícula: 1190104507 
Professor: Rafael Lucas Souza Novais 
 
 
 
 
 
 
 
AVA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
O estudo da Mecânica Clássica constitui que a Força é o agente fundamental da 
interação entre corpos e pela transferência de energia. Essa transferência de 
energia é conceituada como Trabalho, que funciona como a ponte entre a 
aplicação de uma Força e a variação da energia de um sistema. O Teorema 
Trabalho-Energia, aparece como um princípio essencial que estabelece essa 
relação, afirmando que o Trabalho total realizado sobre um corpo é igual a 
variação de sua energia cinética. O presente trabalho tem, como intuito, analisar 
a transferência de energia em um cenário prático apresentado, o de um ciclista 
em uma subida inclinada, onde serão explorados a conversão de energia 
química em mecânica, a dinâmica das forças atuantes e o papel exercido pelas 
forças dissipativas e como elas se comportam. 
 
Desenvolvimento 
A Natureza da Energia e a Ação das Forças 
A energia mecânica total de um sistema é a soma de suas energias cinética e 
potencial. Na situação do ciclista, estas energias manifestam-se de formas 
distintas. 
Que tipo de energia está associada à posição e qual à velocidade? 
A energia associada à posição inicial de um corpo em relação a um referencial, 
como o solo, por exemplo, é a Energia Potencial Gravitacional (𝐸 ). Essa 
energia, depende de alguns fatores, como, a aceleração da gravidade, a massa 
do corpo e a altura alcançada (𝐸 = 𝑚𝑔ℎ). Por outro lado, a Energia Cinética (𝐸 ) 
depende do movimento de um corpo que é dependente de sua massa e da sua 
velocidade. Esta é fundamental, pois por meio dela é manifesta a capacidade de 
um corpo realizar trabalho, por conta do seu movimento (𝐸 = ) . Se o trabalho 
total realizado sobre uma partícula é positivo, a energia cinética da partícula 
aumenta de um valor igual ao trabalho realizado; se o trabalho total é negativo, 
a energia cinética da partícula diminui de um valor igual ao trabalho realizado. 
(HALLIDAY, RESNICK E WALKER, 2023 p.158) 
 
Qual foi o trabalho realizado pela força na situação descrita? 
Podemos pensar no trabalho como um mecanismo de transferência de energia 
para ou de um sistema. Quando o trabalho 𝑊 é realizado sobre um sistema, a 
energia é transferida para o sistema; quando o sistema realiza trabalho, a 
energia é transferida para fora do sistema. (SERWAY & JEWETT, 2017, p. 182-
183, adaptado) 
 
O trabalho 𝑊 é a medida da energia transferida por uma força. Na situação do 
ciclista, o Trabalho é realizado primeiramente pela Força proveniente do músculo 
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(conversão da energia química no corpo do ciclista, por meio da pedalada). O 
Trabalho desta força é considerado positivo, visto que é o agente que transfere 
energia para o sistema ciclista-bicicleta. 
O trabalho total ou líquido (𝑊 ) é a soma do trabalho realizado por todas as 
forças: a força propulsora (𝑊 ) a força gravitacional (𝑊 ) a força de atrito 
(𝑊 ) e a força de resistência do ar (𝑊 ). Como as forças dissipativas 
(𝑊 e 𝑊 ) e a componente da gravidade realizam trabalho negativo (oposto 
ao deslocamento), o trabalho líquido é: 
𝑊 = 𝑊 + 𝑊 + 𝑊 + 𝑊 
No entanto, o Trabalho da Força Propulsora (𝑊 ) representa a energia total 
transferida pela ação do ciclista e deve compensar o ganho em energia potencial, 
o ganho em energia cinética e a energia dissipada. 
 
Como o teorema trabalho-energia se aplica ao exemplo? 
O Teorema Trabalho-Energia (TTE) propõe que o trabalho líquido (𝑊 ) 
realizado sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética (𝛥𝐸 ) 
𝑊 = 𝛥𝐸 = 𝐸 , − 𝐸 , 
Aplicando o TTE ao exemplo, se o ciclista acelera durante a subida, a variação 
da energia cinética (𝛥𝐸 ) é positiva, o que implica que o trabalho líquido realizado 
sobre ele também deve ser positivo. 
O teorema explicita que a eficácia da pedalada (Força propulsora) é parcialmente 
neutralizada pelas forças dissipativas, entretanto, o resultado líquido de todas as 
forças resulta a mudança na velocidade do ciclista. 
 
O que essa análise revela sobre a relação entre força e variação de energia? 
A análise da situação mostra uma relação casual e quantitativa entre Força e 
Variação de Energia. Enquanto a força é o agente que promove a variação, o 
Trabalho é a medida dessa variação. O vetor Força, seja ela qual for que estiver 
no problema, conforme já apresentado, é o que dita a direção e a intensidade da 
transferência de Energia. Se a Força de Propulsão for maior que as Forças de 
resistência e gravitacional, logo a velocidade do ciclista irá aumentar, resultado 
em um trabalho líquido positivo, entretanto, caso o resultado seja o inverso, 
resultando em um trabalho líquido negativo, o cenário será do ciclista 
desacelerando. 
 
Conclusão 
Esse estudo prático da jornada o ciclista serve como um excelente modelo para 
entender o princípio da conservação e dissipação de energia. A Força 
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propulsora, ocasionada pela conversão da energia química, proporciona um 
trabalho que aumenta a Energia Cinética e a Energia Potencial Gravitacional do 
sistema, explicitando a transferência de energia para o corpo. De acordo com o 
Teorema Trabalho-Energia, a variação da Energia Cinética do ciclista ao longo 
do percurso é um resultado direto do trabalho líquido realizado pelas forças 
atuantes no sistema. A atuação de Forças de dissipativas é fundamental, pois, 
ao realizarem trabalho negativo, elas retiram energia do sistema e a convertem 
em calor, revelando a ineficiência dos processos mecânicos reais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências 
[1] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de 
Física - Mecânica - Volume 1. 12. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2023. E-book. 
p.158. ISBN 9788521638551. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788521638551/.Acesso 
em: 24 nov. 2025. 
[2] SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Física para Cientistas e 
Engenheiros com Física Moderna. Volume 1. Tradução da 9. ed. São Paulo: 
Cengage Learning, 2017