Relatório Técnico - energia e trabalho

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Escola SENAI “Humberto Reis Costa”
Nome
Nome
FELIPE HASHIMOTO FALCÃO DA SILVA
Nome
Nome
TRABALHO E ENERGIA
SÃO PAULO
2020
Escola SENAI “Humberto Reis Costa”
Nome
Nome
FELIPE HASHIMOTO FALCÃO DA SILVA
Nome
Nome
TRABALHO E ENERGIA
 
Estudos sobre áreas básicas da física, buscando introduzir ao leitor mais senso intuitivo do assunto abordado e a relação entre grandezas escalares e vetoriais aplicando o conhecimento a mecânica.
 
SÃO PAULO
2020
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA...............................................................4
2. OBJETIVO GERAL.......................................................................................4
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................4
3. ENERGIA......................................................................................................4
3.1. ENERGIA MECÂNICA..................................................................................4
3.2. ENERGIA CINÉTICA....................................................................................4
3.3. ENERGIA POTENCIAL................................................................................5
3.4. ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL..................................................6
3.5. ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA..............................................................6
4. TRABALHO...................................................................................................7
4.1. TRABALHO x ENERGIA CINÉTICA.............................................................7
4.2. TRABALHO x ENERGIA POTENCIAL.........................................................7
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................................8
1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
O tema abordado pelo relatório pretende inserir o leitor a uma pequena ideia da fundamentação básica do movimento dos corpos e do trabalho realizado pelo mesmo, sempre aplicado à mecânica.
2. OBJETIVO GERAL
Familiarizar o leitor com o tema relacionado a física fundamental, energia e trabalho aplicados a mecânica. Demostrar a relação entre essas grandezas.
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Apresentar a relação entre as grandezas da física energia e trabalho;
· Apresentar algumas informações básicas para a compreensão deste tema tão presente na mecânica;
· Dentre estas estão energia mecânica e trabalho obtido através destas e alguns exemplos básicos para tornar intuitivo o conhecimento.
3. ENERGIA
A energia não é definida, mas podemos dizer que é a capacidade de produzir trabalho, como exemplo o movimento de corpos, calor, eletricidade etc.
Neste documento vamos apresentar como objeto do nosso estudo a grandezas aplicadas a área mecânica.
3.1. ENERGIA MECÂNICA
Um corpo, quando é submetido a aplicação de uma força, neste corpo em movimento existe energia mecânica e energia cinética, ou seja, existe energia mecânica neste corpo, já que a energia mecânica é a soma da energia cinética e energia potencial, esta energia em sistema conservativos é constante para estudos da física, porém se considerarmos o atrito sofrido por esse objeto a mesma deixa de ser constante.
Em=Ec+Ep
Em – Energia mecânica (J);
Ec – Energia cinética (J);
Ep – Energia potencia (J).
3.2. ENERGIA CINÉTICA
Energia cinética é uma grandeza escalar, ou seja, aquelas que necessitam de uma direção e sentido, como: tempo, temperatura, volume, massa, trabalho de uma força etc. Então o que ela pode medir?
Esta energia está diretamente ligada aos corpos em movimento. Ela é a capacidade de um corpo em movimento realizar trabalho modificando o estado de movimento dos corpos ao seu redor ou deformando-os.
No jogo de bilhar, o jogador aplica energia cinética na bola branca, atacando-a com o taco. Se a bola de canto colide com outra bola, ela diminui a velocidade drasticamente e a bola em que colidiu acelera a uma velocidade à medida que a energia cinética passa para ela.
Fonte: Mundo Educação
Observe a seguir a fórmula usada para o cálculo da energia cinética:
Ec=mv²/2
Ec - energia cinética (Joule)
m - massa do corpo (kg)
v - velocidade do corpo (m/s)
Pode-se verificar que a energia cinética do corpo está ligada a velocidade e a massa desse corpo. Se duplicarmos a velocidade sua energia cinética aumentaria quatro vezes, ao triplicar a velocidade a energia cinética aumentaria nove vezes.
Podemos imaginar um veiculo em alta velocidade, deve-se desprender grande energia para cessar o movimento. Quanto maior sua velocidade, maior a energia a ser gasta para cessar este movimento, proporcional a sua energia cinética.
3.3. ENERGIA POTENCIAL
A conservação da energia é um dos princípios da física que podemos explicar nesse ponto: a quantidade de energia total de um sistema deve ser constante em sistemas constantes, ou seja, sem considerar o atrito, a energia nunca será perdida, apenas transformada.
Podemos verificar... A energia potencial fica armazenada no corpo, esta energia pode ser convertida diretamente em energia cinética que é convertida em velocidade.
Fonte: Blog Unicamp
No momento em que olhamos para baixo e temos a certeza que o carrinho da montanha russa despenderá uma velocidade enorme, sabemos que a gravidade está nos puxando em queda, porém energeticamente é a energia potencial que está se tornando energia cinética. É intuitivo pensar que quanto maior sua altura maior sua energia potencial ou velocidade.
Existem outros tipos de energia potencial tais como, energia potência elétrica, energia potência elástica, energia potencia gravitacional, e todas elas estão ligadas diretamente a uma força conservativa, ou seja, a força está conservada nesses corpos.
3.4. ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
Desconsiderando algumas variáveis, como atrito, calor, entre outras, seria o caso do carrinho de montanha russa.
Epg=mgh
Epg – Energia potencial gravitacional (J)
m – massa (kg);
g - aceleração da gravidade (9,8 m/s²);
h – altura (m).
3.5. ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
Esta é dada pela deformação do corpo. Exemplo são os amortecedores, as molas, cama elástica etc.
Uma observação, a energia potencia elástica, só ocorre quando um corpo tem a capacidade de voltar para o formato original 	depois de solicitado.
Epel=k.x²/2
Epel - Energia potencial elástica (J);
k - Constante elástica (N/m);
x - Deformação do objeto (m).
4. Trabalho
Esta grandeza física está relacionada à transferência de energia por meio de uma força, esta força. A energia é a capacidade de produzir trabalho, um corpo só é capaz de produzir trabalho se possuir energia. Notamos aqui a importância de entender a relação entre essas duas grandezas físicas.
4.1. Trabalho x Energia cinética
Teorema: O Trabalho da resultante das forças agentes em um corpo, em determinado deslocamento, mede a variação de energia cinética ocorrida nesse deslocamento. Este teorema pode ser aplicado mesmo se a força resultante não seja constante.
Um exemplo de aplicação de uma força em um corpo existe uma aceleração neste corpo, isto altera sua velocidade. Logo há uma variação da energia cinética.
T=Ec2-Ec1
T=(m.v2²/2)-(m.v1²/2)
4.2. TRABALHO X ENERGIA POTÊNCIAL
O trabalho se relaciona com a energia potencial da seguinte forma, antes da energia ser convertida em trabalho existe uma grande quantidade de energia potencial reprezada, essa energia reprezada diminui enquanto a energia cinética aumenta.
Vamos supor uma bola abandonada do alto de um prédio. A bola cai por causa da força de atração gravitacional (força peso), que realiza um determinado trabalho durante a descida da bola. Houve a realização de trabalho porque a bola no alto do prédio apresentava energia, chamada de energia potencial que foi reduzida conforme a variação de seu curso. Porém reduzida não é a palavra correta, já que esta energia se transformou em energia cinética, da qual vimos anteriormente.
Se tratando do trabalho comrelação a força peso, trabalho é numericamente igual a energia potencial.
Tp=P.h
Tp=m.a.h
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apresentamos um conceito amplamente usual na mecânica, que apesar de simples requer uma investigação minuciosa dos seus conceitos, pode-se considerar que se trata de um conhecimento que estará presente em algumas áreas das quais um técnico ou engenheiro mecânico se deparará ao longo de sua carreira, este entendimento deve ser intuitivo e bem fixado a estes profissionais.
Destacamos a importância, não só destes conceitos, mas do vasto campo da física, ao introduzir o tema ao leitor, é esperado uma curiosidade frente aos fenômenos descritos e buscar conceitos, pesquisas, teses e teoremas que explicam o mundo ao nosso redor.
REFERÊNCIAS
Colisões elásticas e inelásticas. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/colisoes-elasticas-inelasticas.htm Acesso em: 03/08/2020.
Energia Mecânica Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm Acesso em: 03/08/2020.
O que é Energia Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-energia.htm Acesso em: 03/08/2020.
Energia Potencial Disponível em: https://alunosonline.uol.com.br/fisica/energia-potencial-trabalho.html Acesso em: 03/08/2020.
Energia Cinética Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm Acesso em: 03/08/2020.
Montanha-Russa Disponível em: https://www.google.com/search?q=montanha+russa,+energia+potencial&sxsrf=ALeKk01Am9uxZpoH-ye1hHN8IdSOPtgQcA:1596478824176&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjK6dKJ0__qAhXPE7kGHaJPCfcQ_AUoAXoECAwQAw&biw=1366&bih=625#imgrc=kZrSUwOutDz1WM Acesso em: 03/08/2020.
Energia Potencial gravitacional Disponível em: https://www.todamateria.com.br/energia-potencial-gravitacional/ Acesso em: 03/08/2020.
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