Aula Trabalho e Energia

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Trabalho e Energia
Trabalho
Toda vez que realizamos uma força sobre um corpo e esta gera um deslocamento do corpo temos então uma realização de trabalho . Como trabalho é uma grandeza escalar temos que:
Unidade: Joule [J]
Trabalho
Como o trabalho depende do ângulo entre a força e o deslocamento temos 3 possibilidades:
Trabalho de uma força variável
Até o momento vimos o cálculo do trabalho quando a força permanece constante. Mas se a força variar durante o deslocamento, teremos:
F (N)
S (m)
A
Trabalho e Energia
Como o trabalho é dado por:
Podemos reescreve-la como:
Teorema do Trabalho e da Energia Cinética
Chamamos a grandeza de Energia Cinética (K), assim podemos reescrever a expressão do trabalho como:
A essa expressão damos o nome de Teorema do Trabalho e da Energia Cinética.
Trabalho e Energia
Agora tomemos por exemplo uma pedra que é suspensa até uma altura h e depois disso é abandonada. Antes de cair sua velocidade é zero, logo sua energia cinética também é zero. Após cair, sua velocidade também é zero, log sua energia cinética também é zero. Assim:
Mas o peso não puxou a pedra para baixo? E ela não se deslocou? Como o trabalho não pode ser nulo!
h
Trabalho e Energia
Como neste caso a força é o peso, temos que: 
Temos o trabalho como a variação de outra grandeza, mgh, a essa grandeza damos o nome de Energia Potencial Gravitacional . Assim:
Por que potencial?
Energia Potencial Elástica
Força Elástica
Energia Potencial Elástica
Força Elástica
Constante Elástica (de força) da mola
Deformação da mola
Energia Potencial Elástica
Como o trabalho é a variação da grandeza temos que essa é uma energia, chamada de Energia Potencial Elástica.
Energia Mecânica
A soma das energias cinética e potenciais é chamada de Energia Mecânica, daí:
Forças conservativas e não-conservativas
Em um sistema as forças que não transformam a energia mecânica em energia interna são chamadas de conservativas (ex. Peso), já as que transformam a energia mecânica em energia interna (calor, vibração e etc) são chamadas de não conservativas (ex. atrito). 
Em um sistema formado por forças conservativas, exclusivamente, a energia mecânica é conservada, logo:
Potência e Rendimento
Em um sistema, sempre que este troca energia com seus arredores dizemos que há um fluxo de energia trocada, ou uma “velocidade” com que essa energia flui. Essa “velocidade” é o que chamamos de potência. Ou seja, Potência é a quantidade de energia trocada entre os sistema e seus arredores por unidade de tempo.
Potência e Rendimento
Num sistema toda a energia que deveria ser transformada em trabalho é chamada de energia total . Porém, nem toda energia vira trabalho, sabemos que pode virar vibração, som, calor, etc. Esta energia chamamos de dissipada . A diferença entre a energia dissipada e a total é chamada de energia útil . Assim o rendimento é:
Rendimento e Perda 
Onde é a perda do sistema.