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1 2 Energia Cinética e o Princípio Trabalho - Energia • Energia é um dos conceitos mais importantes da Ciência. • Levemos em conta dois tipos de energia: • Energia Cinética (energia resultante do movimento) • Energia Potencial . 3 Conservação de Energia A soma de todos os tipos de energia (não somente a cinética e a potencial, mas todos os tipos) é sempre a mesma antes ou depois de qualquer processo que venha a ocorrer sobre o sistema em questão. Isto é chamado de Conservação de Energia. A Energia é sempre conservada em um sistema que seja fechado. A energia total do Universo é também sempre conservada. 4 Sistema Fechado • Um sistema fechado é aquele em que nenhum tipo de energia é perdida ou recebida, ou seja nenhuma energia cruza a fronteira do sistema. • O estado energético deste tipo de sistema é estável. 5 Definição de Energia Cinética. Ec Esta é a definiçao de Enegia cinética translacional. mv2 1 2 A energia do movimento é chamada de energia cinética, do Grego kinetikos, significa “movimento.” 6 O princípio Trabalho-Energia Ttotal DE O trabalho total realizado sobre um objeto é definido como sendo a variação da energia cinética. Nota: isto é válido somente se o trabalho for o total. 7 O princípio Trabalho-Energia O trabalho total realizado sobre um objeto é igual à variação de energia cinética. * Trabalho total é a soma dos trabalho realizados sobre um objeto por todas as forças que atuam sobre ele. 8 O princípio Trabalho-Energia • Se o trabalho total for positivo significa que ele foi realizado pelo objeto e que o aumento da energia cinética é exatamente igual ao montante do trabalho realizado; • Se o trabalho total é negativo significa que ele é realizado sobre o objeto e que a energia cinética diminui de um valor exatamente igual ao montante do trabalho.O trabalho total é negativo quando a força resultante atua sobre o objeto em oposição à direção do movimento. 9 Exemplo conceitual Trabalho realizado para parar um carro. Um automóvel viajando a 60 km/h pode ser freado para parar em uma distância de 20 m. Se ele se movimentar com o dobro da velocidade, 120 km/h, qual a distância necessária para parar? Considere que a força de frenagem é independente da velocidade. 10 11 Outro Exemplo Trabalho para acelerar o carro. Quanto trabalho é necessário para acelerar um carro de massa 1000 kg de 20 m/s para 30 m/s? 12 13 Exemplo Se a eneriga cinética de uma partícula é triplicada, qual o fator de variação da velocidade desta partícula? 14 Exemplo (a) Quanto trabalho é realizado pela força horizontal FP = 150 N sobre um bloco de 20 kg quando este e empurrado por 5,0 m para o alto de um plano inclinado de 30o e que apresenta um coeficiente de atrito m = 0,10? (b) Quanto trabalho é realizado pela força gravitacional atuante sobre o bloco durante sua movimentação? (c) Qual o trabalho realizado pela força normal? (d) Qual a velocidade do bloco ao final do deslocamento, considerando que a velocidade inicial do mesmo seja nula? 15
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