5 Energia e Corpo Humano

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Energia e Corpo Humano
Prof.a Dr.a Tatiana Moreira Domingues
• Por que estudar Energia?
Energia – Aspectos Gerais
Energia e Corpo Humano
• Por que estudar Energia?
Energia – Aspectos Gerais
Energia e Corpo Humano
A energia nunca é criada nem destruída, mas apenas 
transformada de um tipo em outro (ou outros). O 
total de energia existente antes da transformação é 
igual ao total de energia obtido depois da 
transformação.
Princípio da Conservação da Energia
ou Lei de Lavoisier
• Por que estudar Energia?
Energia – Aspectos Gerais
Energia e Corpo Humano
Abordagem Física e Biofísica
• Introdução à Energia
•Conservação da Energia
• Energia e o Corpo Humano
Plano de Aula
Energia e Corpo Humano
Abordagem Física e Biofísica
• Introdução à Energia
•Conservação da Energia
• Energia e o Corpo Humano
Plano de Aula
Energia e Corpo Humano
• O que é Energia?
• Para que serve? Quais suas formas? Acaba?
• Intuitivamente: energia = movimento!
Energia – Definição e Conceito
Energia e Corpo Humano
Será???
Energia – Definição e Conceito
Energia e Corpo Humano
Energia cinética
Energia potencial
gravitacional
Energia elástica
Energia química
Energia elétrica
Energia térmica
• É a medida da energia transferida ou transformada
• Mesma unidade da energia→ J (joule), SI
Trabalho
Energia e Corpo Humano
Trabalho – Constante com Trajetória Retilínea
Energia e Corpo Humano
Define-se trabalho (W ou t) da força F no 
deslocamento d a grandeza escalar:
W = (F cosθ) d
Com base no ângulo θ, podemos ter:
►Trabalho motor
►Trabalho resistente
►Trabalho nulo
Trabalho – Constante com Trajetória Retilínea
Energia e Corpo Humano
d
TRABALHO NULO
F
cosq = 0
Trabalho nulo
d d
TRABALHO MOTOR
F F
F F
cosq > 0
Trabalho positivo
cosq = 1
W = F d
θ agudo
θ
d d
TRABALHO RESISTENTE
F F
F F
cosq < 0
Trabalho negativo
cosq = -1
W = -F d
θ obtuso
• Calcule o trabalho realizado sobre um bloco por uma força de
módulo constante F = 10 N, quando este se desloca por uma
distância de d = 2,0 m, considerando que F e d formam ângulos de
0, 60, 90 e 180°
Trabalho – Exercício
Energia e Corpo Humano
0°→W = (F cos0°) d →W = 10 x 1 x 2 →W = 20 J
60°→W = (F cos60°) d →W = 10 x 0,5 x 2 →W = 10 J
90°→W = (F cos90°) d →W = 10 x 0 x 2 →W = 0 J
180°→W = (F cos180°) d →W = 10 x -1 x 2 →W = -20 J
• Mede a rapidez (taxa) com que um trabalho é realizado
Potência
Energia e Corpo Humano
Duas pessoas realizam o mesmo trabalho para levantar 
caixas idênticas do chão e colocá-las numa mesma prateleira. 
Se uma delas for mais rápida que a outra, pode-se dizer que 
elas realizam trabalho com potências diferentes.
• A potência média P é dada pelo quociente do trabalho total
realizado W pelo intervalo de tempo Δt durante o qual ele é
executado
Potência Média
Energia e Corpo Humano
P =
W
Δt
W = J / s (SI)
watt
• Uma força de intensidade 10 N é aplicada a um corpo, deslocando-
o de 2,0 m na direção e no sentido da força em 5,0 s. Determine:
• O trabalho realizado pela força
• A potência média dessa força
Potência – Exercício
Energia e Corpo Humano
W = (F cos0°) d →W = 10 x 1 x 2 →W = 20 J
P = W / Δt →W = 20 / 5 → P = 4 W
Abordagem Física e Biofísica
• Introdução à Energia
•Conservação da Energia
• Energia e o Corpo Humano
Plano de Aula
Energia e Corpo Humano
• A energia existe sob várias formas: mecânica, elétrica, térmica,
química e luminosa
• Princípio da Conservação de Energia: a energia total do Universo
(ou de qualquer sistema isolado) é conservada – Primeira Lei da
Termodinâmica
• Biologia – Bioenergética:
• Fotossíntese, respiração...
• Produção de ATP
Conservação de Energia
Energia e Corpo Humano
• É uma forma de energia cinética que um objeto possui em razão
do movimento de suas moléculas
Energia Térmica
Energia e Corpo Humano
A temperatura de um corpo varia quando ele recebe ou 
fornece calor. Suas moléculas estão em constante 
movimento, sendo essa agitação molecular (agitação 
térmica) responsável pela energia térmica do corpo.
Mov. browniano
• Quando a temperatura de um sistema é constante, sua energia
térmica não varia
• Portanto, a variação da energia térmica pode ser determinada pela
variação da temperatura em um dado sistema, o que pode ser
analisada utilizando-se um termômetro, por exemplo
Energia Térmica
Energia e Corpo Humano
Unidades de Temperatura: kelvin (K, temperatura absoluta) e o 
grau Celsius (°C). A relação entre essas unidades é dada por:
t (°C) = T (K) – 273,15
• Quando dois corpos de diferentes temperaturas são colocados em
contato, há uma troca de calor entre eles
• O corpo de maior temperatura fornece calor ao corpo de menor
temperatura
Energia Térmica
Energia e Corpo Humano
A quantidade de calor Q (cal) trocada depende:
►da massa m (g)
►da variação da temperatura ΔT (°C)
►do calor específico c (g °C)
1 cal = 4,2 J
Energia Térmica
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a. W = - (-m g h) = 4 x 9,8 x 10 = 3,9 x 102 J
b. Q = m c Δt = 100 x 1 x 0,93 = 93 cal
c. W = Q → 3,9 x 102 = 93 → 1 cal = 4,2 J
• A manutenção de qualquer forma de vida depende de
transformações moleculares
• As plantas armazenam energia liberada em reações químicas
produzidas pela absorção de energia solar
• Essa energia pode posteriormente ser transferida aos animais na
forma de alimento
Energia Química e Biológica
Energia e Corpo Humano
67 J/g
Energia e Corpo Humano
Energia e Corpo Humano
• De forma geral, as reações químicas ocorrem num sistema
biológico com liberação ou absorção de energia (respiração ou
fotossíntese)
Transformação de Energia na Biosfera
Energia e Corpo Humano
Fluxo de Energia
Energia e Corpo Humano
• É o processo pelo qual plantas e certos micro-organismos
convertem energia luminosa em energia biológica, produzindo
carboidratos
• Ela ocorre nos cloroplastos que contêm clorofila
Fotossíntese
Energia e Corpo Humano
Parte da energia luminosa é 
convertida em energia potencial 
armazenada na molécula de glicose
• Processo metabólico aeróbico que libera energia (formação de
ATP)
• A quebra da molécula de glicose gera formação de dióxido de
carbono, água e 38 ATP
Respiração
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Processo mais eficiente na produção de 
ATP que a fermentação alcoólica, que é 
feita por muitas bactérias
• Processo bioquímico anaeróbico (que ocorre em ausência de
oxigênio)
• Nesse processo há liberação de energia, parte da qual é utilizada
na formação de ATP
• Duas etapas:
Glicólise
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GLICOSE → ÁC. PIRÚVICO (FORMAÇÃO DE ATP)
ÁC. PIRÚVICO → ÁC. LÁTICO (CÉLULAS MUSCULARES)
Em atividade física 
intensa, quando o 
fornecimento de oxigênio 
se torna insuficiente
Energia e Corpo Humano
1) Explique o que é trabalho.
2) Explique o que é potência.
3) Do que se trata o princípio da conservação de energia?
4) O que é energia térmica? Como se dá a troca de calor entre os
corpos?
5) Como se dá a conversão de energia química para biológica nos
organismos vivos?
6) Descreva o fluxo de energia no Planeta.
Roteiro de Estudo
Energia e Corpo Humano