Aula 19 - Energia Potencial E Trabalho da Força Peso

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Lição 19
Energia 
Potencial
* Assista o vídeo aula 19 e
acompanhe através desse PDF
𝑊 = 𝐹 ∙ 𝑑
𝑊 = 𝑃 ∙ ℎ ∙ cos 180°
𝑊 = −𝑚𝑔ℎ
𝑃
 𝑑
Mas se o corpo descer...
𝑊 = +𝑚𝑔ℎ
Trabalho da Força Peso
ℎ2
𝑚
𝑚
𝑚
Nível de referência
ℎ1
ℎ4
1
2
3
4
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ1
 𝑔
𝐸𝑝 = 0
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ2
𝐸𝑝 = −𝑚𝑔ℎ4
Energia 
Potencial
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ
𝑚
ℎ
𝑚
𝑊 = −𝑚𝑔ℎ
A Força Peso é Conservativa
3m
1 N
?
Corpo 1
Corpo 2
Simon Stevin
(1548 – 1620)
Epitáfio de Stevinus
3 
m
5m
1 N
?
Corpo 1
Corpo 2
𝑊1 = 𝑊2
1 ∙ 3 = 𝑃2 ∙ 5
𝑃2 =
3
5
N
𝑃1 ∙ ℎ1 = 𝑃2 ∙ ℎ2
Epitáfio de Stevinus
Trabalho da Força Elástica
𝑃
𝑥
 𝐹𝑒
Robert Hooke
(1635 – 1703)
𝐹𝑒 = −𝑘 ∙ 𝑥
AumentaAumenta
Constante 
Elástica
Trabalho da Força Elástica
𝑊 = 𝐹 ∙ 𝑑
𝑊 = á𝑟𝑒𝑎
Variável
𝑊 =
𝐹𝑒 ∙ 𝑥
2
𝑊 =
𝑘𝑥 ∙ 𝑥
2
𝑊 =
𝑘𝑥2
2
Energia Potencial de uma Mola
𝑃
 𝐹𝑒
Posição 1
Posição 2
Posição 3
𝐸𝑒 =
𝑘𝑥1
2
2
(UFTM) - Enquanto limpava externamente os vidros de um edifício, o operário deixa
acidentalmente cair seu relógio de pulso. Considere:
• que antes da queda do relógio, a velocidade deste, relativamente ao chão, era nula;
• g = 10 m/s2;
• desprezível a ação do ar sobre o movimento de queda do relógio.
a) Sabendo que o relógio atinge o chão com velocidade de 20 m/s, determine a altura de sua
queda.
b) Se a massa do relógio é de 180 g, determine a energia dissipada no choque contra o solo,
sabendo que toda a energia mecânica que o relógio possuía é transferida para o chão.
* Assista o vídeo de resolução desses
problemas em aula 19 – Energia Potencial
e Trabalho do Peso, e acompanhe através
desse PDF
(FEI) Um balde de massa 3kg contém 10 litros de água e é erguido com velocidade
constante, por uma força vertical F do fundo de um poço de 20 m de profundidade
até a borda do poço. Qual é o trabalho realizado pela força vertical? Despreze a
massa da corda e adote g = 10 m/s2.
a) 260 J
b) 2 600 J
c) 1 300 J
d) 130 J
e) 2 000 J
(FEI) Uma usina hidroelétrica precisa que o gerador forneça uma potência de 100
MW. Se a vazão de água através do gerador é Q = 200 m3/s, qual é a diferença de
altura entre o gerador e a superfície do lago?
a) 20 m
b) 50 m
c) 75 m
d) 100 m
e) 200 m
Uma mola, cuja constante elástica é de 300 N/m, encontra-se comprimida em 10,0 cm.
Encostado na mola segura-se um bloco de massa 10,0 g, apoiado em um plano horizontal. Ao
se soltar o bloco, ele acelera até perder o contato com a mola. Nesse intervalo, a força de
atrito com o piso realiza um trabalho resistente
de 0,5 J. (Se necessário adote g = 10 m/s2)
a) Trace o gráfico do módulo da força elástica em função da deformação da mola.
b) Calcule a intensidade da força de atrito.
c) Calcule a velocidade adquirida pelo corpo, ao passar pela posição zero (0,0 cm).