TEXTO ENERGIA E TRABALHO

Prévia do material em texto

Energia e Trabalho
UM PROGRAMA DE COOPERAÇÃO ENTRE A UNIVERISDADE DE SÃO PAULO E A UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
			
Energia e Trabalho
O conceito de energia parece estar bastante disseminado na civilização moderna. É mais ou menos comum entendermos que quando uma pessoa tem muita energia, ela deve ter uma enorme capacidade de fazer coisas, como correr longas distâncias, subir escadas, carregar pesos etc. De fato, o conceito de energia está relacionado com toda essa capacidade.
Na mecânica dos corpos, este conceito deve estar associado com o movimento ou a capacidade de produzir movimento. O estado de movimento é caracterizado por velocidade e aceleração, e podemos definir energia a partir das capacidades desenvolvidas pelo corpo, devido à presença destas quantidades. Do ponto de vista da mecânica,quando um objeto tem energia é porque ela já desenvolveu seu movimento, ou poderá desenvolver a qualquer momento, se a situação física assim permitir. Imagine um carro que trafegana rua com certa velocidade. O fato de ele ter uma velocidade, já lhe dá uma série de capacidades como subir uma ladeira, derrubar um poste, colocar outros corpos em movimento etc. Quanto mais velocidade o carro tiver, maior será a capacidade de fazer essas coisas, mostrando que a energia contida no corpo deve depender da velocidade. Da mesma forma, se um mosquito ou um carro tem a mesma velocidade, quem terá maior capacidade de realizar tudo aquilo que discutimos acima? O carro, certamente. Isso nos mostra que a quantificação dessa energia contida nos corpos em movimento, deve depender também da massa e não apenas de sua velocidade. 
Vamos imaginar outra situação. Considereque um corpo com certa massa seja elevado do solo na presença da gravidade e em seguida seja liberado. Ele seguirá em queda livre até se chocar no solo. Vamos exemplificar com a situação de cravação de uma estaca no solo, quando um corpo é erguido e liberado em queda livre se chocando com a “cabeça” da estaca, promovendo sua cravação.Ao ficar parado no ponto elevado, aguardando a queda, ele já está pronto para realizar esta tarefa, que certamente precisa de energia. Sabemos que quanto mais alto ele for elevado, maior capacidade decravar a estaca no solo. Quando ele estáem uma certa altura, possui uma determinada quantidade de energia capaz de se converter em movimento assim que liberado. Tanto o conteúdo energético do corpo em movimento, ou daquele que poderá adquirir movimento precisam ser quantificados do ponto de vista da mecânica. Daí surgem as definições de energia mecânica. 
Antes de apresentarmos essas definições, é necessário criar o conceito de trabalho mecânico. Se você notar, as situações que colocamos acima, na qual dissemos que o corpo precisa de energia para realizá-las, corresponde a situações em que, do ponto de vista da mecânica, forças envolvidas tiveram que ser deslocadas. O carro, que tem movimento, e sobe ladeira acima, é capaz de vencer seu próprio peso e, portanto, é capaz de produzir deslocamento na presença da força, chamada peso. Dar movimento a outro corpo, exige força. 
Da mesma forma, para se cravar uma estaca no solo precisa-se vencer a força de resistência do solo para proceder a cravação. Em todas essas situações, dizemos que houve realização de trabalho e definimos trabalho mecânico como sendo o produto da força pela distância deslocada.Para vencer uma força por maior distância, será necessário mais trabalho do que para curtas distâncias. Dessa maneira, o trabalho depender da distância e do valor da força parece natural. De uma forma mais geral, dizemos que um objeto tem energia mecânica quando ele é capaz de realizar trabalho mecânico, isto é, vencer ou exercer uma força ao mesmo tempo em que produz deslocamento. 
Um corpo pode possuir dois tipos de energia. Uma, associada ao movimento, é denominada energia cinética e a outra, associada à capacidade de gerar movimento, energia potencial.
A energia cinética é definida como meio do produto da massa pela velocidade ao quadrado. Essa expressão conjuga o fato de que quanto mais velocidade tivermos, mais energia teremos.Da mesma maneira que, na presença de uma certa velocidade, teremos maisenergia na medida em que tivermos maior massa. Por outro lado, a chamada energia potencial gravitacional é o produto do peso pela altura, mostrando aquilo que discutimos anteriormente. 
Essasnão são as únicas formas de energia mecânica. Uma mola comprimida pode realizar trabalho tanto quanto um objeto em movimento ou suspenso pela gravidade. Temos, então, a chamada energia mecânica de mola, e pode ser obtida como sendo meio do produto da constante de mola pela deformação da mola a partir do equilíbrio. Em mecânica, essas são as três mais importantes formas de energia.