APS 2° Semestre - Conservação da Energia Mecanica

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APS 
“Atividades Práticas Supervisionadas” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2° Semestre 
São Jose do Rio Preto 
Novembro - 2020 
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GERAÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA: APLICAÇÃO DO PRINCÍPIO DA 
CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA 
 
 
 
Alunos: 
Ana Clara Borges Cattâneo RA: F247694 
Caio Henrique Cardoso RA: N661AF5 
David Deliberto Marques RA: N549GD8 
Ítalo Oliveira RA: F215EG7 
Joice Elisa Alves de Matos RA: F3289A6 
Ludmila Nascimento Dourado RA: G140AH0 
Mateus Guilherme Nogueira Santos RA: F328CC9 
Mathias Santos Silva RA: N5596A5 
Victor Hugo Felício RA: F23JGB0 
Wiglyson Barcelos RA: N445HD5 
 
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Sumario 
 
1 Introdução.............................................................................................................4 
2 Biografia...............................................................................................................5 
2.1 Hidrelétrica de Itaipu..............................................................................................5 
2.2 Hidrelétrica de Furnas...........................................................................................8 
3 Desenvolvimento................................................................................................12 
3.1 Componentes Principais da Usina de Furnas......................................................12 
3.2 Turbinas tipo Francis............................................................................................13 
3.3 Componentes Principais da Usina de Itaipu.........................................................16 
4 Analise da Função................................................................................................17 
5 Impactos Produzidos............................................................................................20 
6 Dissertação...........................................................................................................22 
7 Referências Bibliográficas...................................................................................23 
 
 
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Introdução 
Esta tese visa buscar não somente a biografia, as principais ideias, leis elaboradas e 
os impactos produzidos na sociedade, mas mostrar toda importância em sua época 
até hoje, em uma conexão do pensamento cientifico antigo, moderno e obter 
conhecimentos dos processos utilizados para o funcionamento das usinas. No 
decorrer deste trabalho iremos mostrar e demonstrar a criação e o funcionamento da 
Usina de Furnas e da Itaipu, e sua importante para o mundo da engenharia. 
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BIOGRAFIA 
 
HIDRELÉTRICA DE ITAIPU 
Em 1973, técnicos percorrem o rio de barco em busca do ponto mais indicado para a 
construção da Itaipu Binacional. O local é escolhido após a realização de estudos com 
o apoio de uma balsa. No coração da América do Sul, brasileiros e paraguaios indicam 
um trecho do rio conhecido como Itaipu, que, em tupi, quer dizer "a pedra que canta", 
é a usina hidrelétrica que mais gera energia em todo o mundo. A usina possui 20 
unidades geradoras, o que significa que, em condições de climas favoráveis (chuvas 
em níveis normais), a produção pode chegar a 100 bilhões de quilowatts-hora. 
Utilizando o potencial do rio Paraná no trecho em que o rio passa pelo estado do 
Paraná, a Usina de Itaipu é uma empresa internacional, e não estatal como pode 
parecer. Segundo informações da própria empresa, 19,3% da energia consumida no 
Brasil e 87,3% da energia consumida pelo Paraguai são fornecidas pela Itaipu. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRIMEIRO PASSO DE UMA EPOPÉIA 
A construção da Itaipu Binacional foi considerada um trabalho de Hércules, 
pela revista ‘’ Popular Mechanics’’ dos Estados Unidos. A obra se iniciou 
em 1974, assim que as primeiras máquinas foram chegando. 
Figura 1- Usina hidrelétrica Itaipu 
6 
 
No segundo semestre daquele mesmo ano, foi construído o acampamento 
pioneiro, com as primeiras edificações para escritório, refeitórios, 
almoxarifados, alojamentos, postos de combustíveis, que existem até hoje. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO PARANÁ SE DESPEDE DO LEITO 
A Itaipu passa a ser uma realidade irreversível, a escavação do desvio do 
Rio Paraná ficou pronta dentro do prazo estipulado (20 de outubro de 1978), 
mais de 50 toneladas de dinamite explodem as enceradeiras que protegiam 
a construção do novo curso. 
O desvio tinha mais de 2km de extensão, 90 metros de profundidade e 150 
metros de largura. No mesmo dia, um contrato de US$ 800 milhões foi 
assinado, que garantia a compra de turbinas e dos turbo-geradores. O novo 
canal permitiria que o trecho do leito original do rio fosse secado, para 
construir a barragem principal, de concreto. 
A Itaipu Binacional foi a única grande obra nacional que sobreviveu a fase 
mais aguda da crise econômica no final dos anos de 1970, sendo prioridade 
absoluta. 
 
 
 
Figura 2 - Chegada das máquinas 
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NO ANO DE 2020 - ITAIPU PRODUZ 35 MILHÕES DE MWH EM 2020, ENERGIA 
SUFICIENTE PARA ILUMINAR O MUNDO POR 13 HORAS E MEIA 
 
Essa produção seria suficiente para atender ao consumo do planeta por 13 horas e 
meia; o Brasil, por mais de 26 dias; a cidade de São Paulo, por 15 meses; o Paraguai, 
por dois anos e cinco meses; o Estado do Paraná, por 13 meses e 12 dias. Ou ainda, 
por um ano, 60 cidades do porte de Foz do Iguaçu, com uma população estimada em 
253 mil habitantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Desvio do rio Paraná 
Figura 4 – Barragens 
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HIDRELÉTRICA DE FURNAS 
A Usina Hidrelétrica de Furnas foi a primeira usina construída pela Empresa, da qual 
herdou o nome. A barragem está localizada no curso médio do rio Grande, no trecho 
denominado "Corredeiras das Furnas", entre os municípios de São José da Barra e 
São João Batista do Glória, em Minas Gerais. 
Sua construção começou em julho de 1958, tendo a primeira unidade entrado em 
operação em setembro de 1963 e a sexta, em julho de 1965. No início da década de 
70, foi iniciada sua ampliação para a instalação da sétima e oitavas unidades, 
totalizando 1.216 MW, o que colocou a obra entre uma das maiores da América Latina. 
A Usina de Furnas, além de se constituir em um marco de instalação de grandes 
hidrelétricas no Brasil, possibilitou a regularização do rio Grande e a construção de 
mais oito usinas, aproveitando, integralmente, um potencial de mais de 6.000 MW 
instalados. 
 
SURGIMENTO DE FURNAS 
 
FURNAS nasceu com a missão de evitar o colapso energético que ameaçava o 
processo de industrialização do Brasil, na década de 50, construindo a primeira 
hidrelétrica de grande porte do país: a Usina de Furnas (MG). Desde então, a empresa 
tem tido papel fundamental no desenvolvimento da sociedade brasileira. 
Criada em 28 de fevereiro de 1957, a empresa conta com instalações nos estados de 
São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Espírito Santo, Paraná, Goiás, Mato Grosso, 
Mato Grosso do Sul, Pará, Tocantins, Rondônia, Rio Grande do Sul, Santa Catarina, 
Ceará e Bahia e no Distrito Federal. 
Figura 5 - Usina Hidrelétrica Furnas 
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Integram seu sistema 21 usinas hidrelétricas, 2 termelétricas e 1 complexo 
eólico, próprios ou em parceria com a iniciativa privada, mais de 29 mil km de linhas 
de transmissão e 69 subestações. 
 
Figura 6 - Presidente Ernesto Geisel com os presidentes de FURNAS 
 
DESAFIOS ENFRENTADOS 
Construir a maior usina hidrelétrica do país daquele tempo, com capacidade de gerar 
1.216 MW de potência, exigiu a contratação de profissionais estrangeiros, 
principalmenteingleses, e a importação de equipamentos da Itália, Suécia, Estados 
Unidos, Suíça, Canadá e Japão, mas também contou com a criatividade de operários 
brasileiros que ajudaram na resolução de muitos problemas técnicos. Fábio Carvalho 
Alves, na época empregado de uma pequena empreiteira chamada Mendes Júnior, 
trabalhou no núcleo de argila da barragem da usina e conta que não foram poucos os 
problemas enfrentados. “Deslocar equipamentos pesando cerca de 30 toneladas em 
balsas era muito difícil. Lembro do dia em que uma afundou com uma carreta de 
combustível. Eu tive que usar escafandro sem nunca antes ter mergulhado”, recorda. 
“Estávamos construindo uma obra que iria mudar o Brasil”. A frase de Fábio Carvalho 
reflete o sentimento geral de mais de 4 mil homens que, como ele, trabalharam de 
1958 a 1963 para construir a Central Elétrica de Furnas. Empreendedorismo, argila, 
pedra mineira, muita água, suor e lágrimas, serviram de matéria-prima desta obra, 
considerada como a maior em andamento na América Latina. 
 
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NO ANO DE 2020 - LAGO DE FURNAS ATINGE 763,7 METRO, MAIOR NÍVEL 
REGISTRADO EM 4 ANOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O Lago de Furnas atingiu o seu maior nível em quase quatro anos. A represa atingiu 
763,7 metros acima do nível do mar e superou a marca de agosto de 2016, que foi de 
763,4 metros. 
De acordo com informações do Operador Nacional do Sistema (ONS), o nível que 
Furnas se encontra hoje perde apenas para o nível de julho de 2016, quando a represa 
atingiu a marca de 764,6 metros. O lago possui hoje um volume útil de 66,95%, que 
também foi superado apenas em julho de 2016. 
A situação atual é digna de comemoração, já que Furnas passou por maus momentos. 
 
 
 
 
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Usina Hidrelétrica de Furnas 
 
Componentes principais de uma Usina Hidrelétrica 
Todas as Usinas Hidrelétricas possuem seus principais componentes, esses que 
permitem o seu funcionamento. 
• Barragem 
• Reservatório 
• Tomada D’Agua (comportas) 
• Vertedouros 
• Turbinas 
• Geradores 
• Rede de Transmissão 
 
 
Componentes Detalhados 
• Barragem 
A barragem da Usina de Furnas tem uma altura de aproximadamente 127 m, 
desenvolvimento no Coroamento de 554 m, e uma largura de 15 m, com elevação de 
772 m, e um volume de 9.450,00. 
• Reservatório 
Atualmente a hidrelétrica de Furnas atua em solo mineiro, 34 municípios. A criação do 
reservatório fez com que houvesse muita desocupação de terras, pois foi necessário 
fazer uma inundação de uma grande área de terras férteis. Assim o projeto da usina 
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se tornou mal visto e trouxe uma grande perda para os agricultores locais. Porem 
criaram o “Lago de Furnas “que se transformou em um importante local turístico, para 
superar as perdas iniciais. Assim criaram vários empreendimentos para aproveitar 
desta área que cresceu muito com o turismo da região. 
Além de promover atividades turísticas, o lago também fornece potencial na produção 
de peixes, assim ajudando na economia local. Além de Eletrobrás fornecer meios de 
transporte em quinze balsas pelo lago. 
• Tomadas D’ Água 
As Tomadas D’Agua possui 8 comportas do tivo vagão, a altura d’agua até a soleira é 
de 33,5 m, uma largura e altura de 4,7 M e 9,7 respectivamente 
• Vertedouros 
Os Vertedouros descarga no máximo 13 mil m3/s, 7 comportas do tipo segmento, com 
uma largura de 11,5 m, altura de 15,8 m e um raio de 14 m, fabricação de uma 
empresa Japonesa. 
• Turbina 
A usina de Furnas é composta por 8 turbinas do tipo Francis, de eixo vertical, sendo 
6 de fabricação sueca e 2 alemães, todas com diâmetros de rotor de 4,485 m. 
Turbinas Francis, conforme estabelece a NBR 6445, turbinas Francis são turbinas de 
reação, na qual o fluxo d’agua penetra radialmente no distribuidor e no rotor, no qual 
as pás são fixas. 
 
Turbinas tipo Francis 
Historicamente, muitos tipos de turbinas têm sido usados fabricas e usinas, mas a 
maioria delas tem problemas com eficiência. No século 19, a melhoria da turbina 
hidráulica avançou e finalmente, o ombro foi alinhado com o motor a vapor com o 
motor principal. Em 1826, o engenheiro francês Benoit Fourneyron desenvolveu a 
primeira turbina hidráulica, que tinha com muita utilização (ate 80%). Na turbina 
hidráulica Fourneyron, a água flui através das pás do estator, do eixo para a periferia 
e o impacto nas pás do rotor, convertendo a energia potencial da água em energia 
cinética. Em 1848, o engenheiro americano J.B. Francis introduziu uma revolução no 
projeto de uma turbina hidráulica com a construção de uma turbina de reação. 
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Turbinas de reação ou compressão são chamadas de turbinas de água, onde a 
pressão na entrada do rotor é a maior do que na saída. Em turbinas de pré-tratamento, 
parte da energia potencial é convertida em energia cinética no estator e parte no rotor. 
Girar a torneira causa uma mudança na quantidade de movimento e força reativa 
(diferença de pressão, efeito Coriolis). 
 
No Brasil grande parte da energia gerada é por meio de turbinas deste tipo. A turbina 
hidráulica usada em instalações de energia hidráulica com uma altura considerável de 
queda. Sua concepção atribui-se ao engenheiro britânico- americano James Bicheno 
Francis. A função da turbina Francis é principalmente gerar eletricidade com a ajuda 
de um gerador. As turbinas Francis possuem uma alta capacidade de utilização de 
mais de 90% e uma ampla gama de atividades em comparação com a altura (queda 
de construção) do fluido que flui através da turbina. Isto é particularmente enfatizado 
na água, onde alcança um desempenho ótimo em uma queda de construção de 20 
metros a 700 metros e a potência de saída varia de alguns kilowatts a 750 MW. O 
diâmetro do rotor pode ser de 1 a 10 m e a velocidade de rotação é de 83 a 1000 rpm. 
A turbina Francis é o tipo mais comum de turbina instalada em usinas de geração de 
energia que operam com base no fluxo de massa de água através de uma planta de 
produção. 
 
Na maioria dos casos, são usinas de energia renovável de origem hidrelétrica. As 
turbinas Francis têm a características de terem alta eficiência. Além disso, este tipo 
de turbinas hidráulicas pode ser projetado com uma gama variada de cabeças e 
fluxos. Atualmente, a turbina tipo Francis cobre uma faixa de cabeça de 40 a 600 m 
(130 a 2000 pés) e a potência de saída de seu gerador conectado varia de alguns 
quilowatts a 800MW. 
 
 
 
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 Parâmetros Hidráulico Potencia 
Maior altura de queda: Usina 
Hausling (Áustria) 
H = 744 m 180 MW 
Maior Potencia: Usina 
Grand Coulee (EUA) 
Q = 1000,0 m3/s 825 MW 
Limites extremos de aplicação de turbinas Francis 
 
As grandes turbinas Francis são projetadas individualmente para que cada local 
trabalhe com o fornecimento de água e a altura da água fornecida com a maior 
eficiência possível. Geralmente, as turbinas Francis trabalham com uma eficiência de 
mais de 90%. Em contraste com a turbina Pelton, a turbina Francis Funciona no seu 
melhor, completamente cheia de água em todos os momentos. A turbina e o canal de 
saída podem ser colocados abaixo do nível do lago ou do mar, o que reduz a tendência 
a cavitação. 
Além da produção d energia elétrica, os caminhões Francis também podem ser 
usados para o armazenamento de bombas. Neste caso um tanque é preenchido pela 
turbina de executa a função de bomba acionada pelo gerador. O gerador, neste caso, 
atua como um grande motor elétrico durante períodos de baixa demanda de energia. 
Quando a demanda de energia é alta, o gerador é invertido e usados para gerar 
energia durante a demanda de pico. Esses tanques de armazenamento de bombas 
agem como grandes fontes de armazenamento de energia para armazenar “excesso” 
de energia elétrica na forma de água em altos depósitos. Este é um dos poucos modos 
que permitem armazenar um excesso temporário de capacidade elétrica para uso 
posterior. 
A parte de entrada da turbina é um involucro (câmaraespiral) formado em forma de 
espiral, e varias pás-guia (palhetas guia) fazem com que a agua flua tangencialmente 
em direção ao corredor, fluindo a agua, para girar os corredores; o grau de abertura 
da aleta guia pode ser ajustado para executar uma operação eficiente de acordo com 
a quantidade de agua usada. A água que passa pelo corredor também atua no 
corredor quando vai em direção ao centro axial. Além da pressão da água, essa 
propriedade suporta o uso de energia hidráulica da água que flui para o interior. Depois 
de agir no corredor na forma de uma xícara de café, a água sai com a energia cinética 
e com a energia potencial minimizada e o vórtice também desaparece. Na saída da 
turbina hidráulica, um tubo de sucção formado em conexão com a redução da 
velocidade da água e a restauração da energia cinética é conectada. 
• Geradores 
Os geradores possuem uma frequência de 60 Hertz, uma tensão nos terminais de 15 
Kv. A usina de Furnas opera com 26 transportadores do tipo monofásico. 
• Transmissão e Distribuição de Energia 
As usinas geradoras (hidrelétricas, termelétricas, termonucleares, solares e eólicas) 
se localizam, em geral, longe dos grandes centros. Para a energia elétrica ser 
entregue ao consumidor final, incialmente tem que ser lavada através de longas 
distancias por linhas de alta tensão. Isso é o que chamamos de transmissão. Já a 
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distribuição é a última etapa no fornecimento de energia elétrica, através do qual se 
faz a entrega ao consumidor final. Na pratica é possível observar através de 
ramificações de cabos elétricos ao longo de ruas, transmitindo energia as casas, 
escritórios e industrias, por exemplo. 
 
Usina hidrelétrica de Itaipu 
 
• Geração da Barragem 
O comprimento total da barragem é 7.919 metros. A elevação da crista é de 225 
metros. Itaipu é, na verdade quatro barragens juntas – da extrema esquerda, uma 
barragem de terra de preenchimento, uma barragem de enrolamento, uma barragem 
de concreto principal, e uma barragem de concreto para a ala direita. 
A vazão máxima do vertedouro de Itaipu (62,2 mil metros cúbicos por segundo) 
corresponde a 40 vezes a vazão média das cataratas do Iguaçu. A vazão de duas 
turbinas de Itaipu (700 metros cúbicos de água por segundo cada), corresponde a 
toda vazão média das cataratas (1500 metros cúbicos por segundo). 
O Brasil teria que queimar 536 mil barris de petróleo por dia para gerar em usinas 
termelétricas a potência de Itaipu. A barragem principal tem 196 metros de altura, o 
que é equivalente a um prédio de 65 andares. 
• Barragem 
A barragem de 7.919, é feita de concreto, enrolamento e terra. 
• Unidades geradores 
Existem 20 unidades geradoras, sendo dez na frequência da rede elétrica paraguaia 
(50 Hz) e dez na frequência da rede elétrica brasileira (60 Hz). 
As unidades de 50 Hz têm potência nominal de 823,6 MVA, fator de potência de 0,85 
e peso de 3.343 toneladas. 
As unidades de 60 Hz têm potência nominal de 737,0 MVA, fator de potência de 0,95 
e peso de 3.242 toneladas. 
Toda a unidade tem tensão nominal de 18kV. 
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As turbinas são do tipo Francis, com potência nominal de 715 MW e vazão nominal 
de 645 metros cúbicos por segundo. 
• Subestação 
A subestação da usina é blindada em gás de hexafluoreto de enxofre (SF6), que 
permite uma grande compactação do projeto. Para cada grupo gerador existe um 
banco de transformadores monofásicos, elevando a tensão de 18kV para 500kV. 
• O Reservatório 
Embora seja apenas o sétimo do Brasil em tamanho, o reservatório de Itaipu tem o 
aproveitamento em relação a área inunda. Para a potência instalada de 14.000 MW, 
foram alagados 1.350 Km quilômetros quadrados. 
 
Analise da Função 
 
Conservação da energia mecânica 
 
Quando um sistema encontra-se completamente livre de forças de atrito ou forças de 
arraste, a energia mecânica desse sistema será constante. Isso quer dizer que 
um pêndulo livre de forças de atrito, por exemplo, deverá oscilar por tempo indefinido, 
do contrário, em um tempo finito, esse pêndulo terá a sua energia dissipada em outras 
formas de energia, como energia térmica, vibrações, sons etc. 
Observe a figura a seguir, nela temos um móvel que se desloca com velocidade 
constante, livre das forças de atrito com o solo, com o ar e livre das forças de atrito 
entre suas componentes. Nesse caso, dizemos que a energia mecânica associada a 
esse corpo será igual nos pontos A, B e C. 
 
 
No ponto A o carro apresenta tanta energia cinética como potencial, graças à sua 
pequena altura em relação ao nível mais baixo do solo. Já no ponto B, o carro 
aproxima-se de uma situação em que toda a sua energia cinética torna-se energia 
potencial gravitacional, em outras palavras, conforme a energia cinética do veículo 
diminui, a sua energia potencial gravitacional aumenta, assim como escrevemos na 
fórmula a seguir, que relaciona as energias mecânicas dos pontos A e B: 
 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/pendulo-simples.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/movimento-uniforme.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/movimento-uniforme.htm
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Ema = Emb 
Mva
2
2
+ mgha = 
mvb
2
2
+ mghb 
 
 
va – velocidade do corpo na posição A (m/s) 
vb - velocidade do corpo na posição B (m/s) 
g – Gravidade (m/s²) 
ha – altura do ponto A (m) 
hb – altura do ponto B (m) 
 
 
Como esse tema aborda diversos tipos de energia, nos tópicos seguintes, trazemos 
breves definições das que são consideradas mais comuns no ensino médio, a fim de 
revisar esse conteúdo e proporcionar uma aprendizagem mais completa. 
 
Na montanha-russa, a energia mecânica apresenta-se na forma de energia cinética 
e potencial. 
 
Energia mecânica 
A energia mecânica de um sistema é definida como a soma da energia cinética com 
as diferentes energias potenciais ali presentes, como a energia potencial 
gravitacional ou energia potencial elástica (sendo essas as mais comuns nos 
exercícios realizados no ensino médio), entre outras. 
 
 
Em = Ec + Ep 
EM – energia mecânica (J) 
EC – Energia cinética (J) 
EP – Energia potencial (J) 
 
Quando há atrito, uma parte da energia mecânica do sistema é “perdida”, sendo 
convertida em uma agitação térmica dos átomos e moléculas. Esse tipo de energia 
decorrente da ação da força de atrito é a energia térmica do corpo, e a sua 
correspondência com o calor foi explicado por James Prescott Joule, por meio de seu 
experimento sobre a equivalência mecânica do calor. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional-elastica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional-elastica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-potencial-elastica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/calor.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/james-prescott-joule.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/experiencia-joule.htm
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Energia cinética 
Energia cinética é a forma de energia relacionada ao movimento de um corpo. Trata-
se de uma grandeza escalar, proporcional à massa do corpo e 
ao quadrado de sua velocidade, em unidades do Sistema Internacional de Unidades 
(SI), é medida em joules (J) e pode ser calculada por meio da seguinte fórmula: 
Ec = 
mv2
2
 ou EC = 
p2
2m
 (p = mv) 
p – quantidade de movimento (kg/s) 
m – Massa (kg) 
Energia potencial 
Energia potencial é o nome genérico dado a qualquer forma de energia que pode ser 
armazenada. Essas energias só surgem quando há aplicação de forças 
conservativas. São exemplos de energia potencial: 
 
Energia potencial gravitacional: forma de energia gerada quando 
algum corpo apresenta certa altura em relação à superfície da Terra. 
 
Ep = mgh 
 
Energia potencial elástica: forma de energia relacionada à deformação 
de corpos elásticos, que tendem a voltar à sua forma original depois de 
deformados. 
EP =Kx2
2
 
k – constante elástica (N/m) 
x – deformação (m) 
 
Energia potencial elétrica: é a energia que surge mediante a interação 
atrativa ou repulsiva entre cargas elétricas. 
 
 
Exercícios resolvidos 
Questão 1) Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado, conforme a figura 
abaixo. Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 
m/s2 como a aceleração da gravidade local, determine o valor aproximado da 
velocidade com que o corpo atinge o solo: 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/grandezas-escalares-grandezas-vetoriais.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forcas-conservativas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forcas-conservativas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-potencial-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/carga-eletrica.htm
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a) v = 84 m/s 
b) v = 45 m/s 
c) v = 25 m/s 
d) v = 10 m/s 
e) v = 5 m/s 
 
Solução: 
Alternativa d. 
Para determinarmos a velocidade aproximada com que o corpo chega ao solo, 
devemos aplicar o princípio da conservação da energia mecânica. Para tanto, dizemos 
que a energia potencial gravitacional no topo do plano inclinado é igual à energia 
cinética desse corpo na base do plano. 
Mv2
2
= mgh → v2 = 2gh → v = √2gh = √2.10.5 = 10 m/s 
Na resolução, as massas presentes nos dois lados da equação cancelam-se. Em 
seguida, substituímos os valores informados pelo enunciado e fizemos algumas 
operações algébricas até encontrarmos a velocidade de 10 m/s. 
Questão 2) Em um experimento que valida a conservação da energia mecânica, um 
objeto de 4,0 kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante elástica 
de 100 N/m. Esse choque a comprime 1,6 cm. Qual é a velocidade, em m/s desse 
objeto, antes de se chocar com a mola? 
a) 0,02 
b) 0,40 
c) 0,08 
d) 0,13 
Solução 
Alternativa c. 
Nesse exercício, dizemos que a energia cinética do corpo é integralmente convertida 
em energia potencial elástica, dessa forma, devemos fazer o seguinte cálculo: 
Mv2
2
= 
Kx2
2
 → v2 = 
Kx2
m
 → v = √
Kx2
m
 
v = √
100. (0,016)2
4
= 0,08 m/s 
 
 
 
20 
 
Impactos Produzidos 
Vantagens da energia Elétrica 
Cada meio de geração energética possui seus prós e contras e não é diferente para a energia 
hidrelétrica. Este tipo de usina não produz dióxido de carbono (CO2), ao contrário de outros 
tipos, como a usina termelétrica, que emitem inúmeros gases poluentes e subprodutos tóxicos. 
A água é uma fonte limpa e renovável e, embora os custos com a manutenção da usina sejam 
muito altos, o custo com a água é nulo. 
A construção de uma usina hidrelétrica pode ser cara, mas sua durabilidade é alta. Dessa 
forma, após serem pagos os custos, a energia hídrica se torna uma fonte relativamente barata 
de eletricidade. Desta forma, ela traz é financeiramente benéfica para o consumidor final. As 
usinas podem ser construídas em rios sujeitos a enchentes e nesses casos, elas ajudam a 
controlá-las. 
As usinas hidrelétricas podem ainda ser impactantes na economia da região em que se 
encontram, ao tornarem-se pontos turísticos. Inúmeras delas possuem este como um de seus 
fins, melhorando a qualidade de vida dos habitantes locais. Em suma, algumas das vantagens 
da energia hidrelétrica são que ela: 
-Utiliza uma fonte limpa e renovável: a água; 
-Não emite dióxido de carbono; 
-É uma fonte barata de eletricidade; 
-Gera um custo relativamente baixo para o consumidor final; 
-Controla rios propensos a enchentes; 
-Reforçam a economia com o turismo. 
 
 Desvantagens da energia hidrelétrica 
 
Nem tudo poderia ser perfeito, principalmente quando se trata de geração de energia. Existem 
vários problemas associados à geração de energia hidrelétrica. Toda a área escolhida para a 
construção da usina precisa ser alagada, desapropriando os habitantes e acabando com a 
vegetação. O rio que provocará o alagamento tem seu fluxo modificado, o que pode alterar os 
níveis de oxigênio na água. Dito isso, a vegetação que cresce perto de suas margens é 
prejudicada. 
Embora a usina por si só não produza gases poluentes, a vegetação submersa após o 
alagamento gera um alto nível de metano enquanto decompõe. A concentração de água no 
reservatório provoca mudanças climáticas, alterando os regimes de chuva. Ademais, nos 
períodos de seca, ou seja, de baixo nível de água no reservatório, a produção energética cai, 
aumentando o preço pago pelo consumidor final. 
Durante tempestades, a quantidade de matéria inorgânica em suspensão na água 
aumenta. Isso diminui a entrada de luz na água e altera a produção de fito plâncton e 
a sobrevivência das macrófitas. Como consequência a quantidade de oxigênio 
dissolvido na água pode diminuir muito, comprometendo toda a vida aquática. 
O desmatamento causado pela instalação das usinas hidrelétricas pode gerar desequilíbrios 
ecológicos, prejudicando a vida animal da região. O nível do reservatório pode variar não só com 
as épocas de chuva, mas também com a demanda energética. Assim, não apenas a vida 
terrestre é prejudicada, como também a vida aquática, de forma que as espécies de peixes e de 
plantas aquáticas do local são perdidas. 
Resumindo, dentre as principais desvantagens da energia hidrelétrica, temos: 
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-A realocação da comunidade local; 
-O desmatamento; 
-A produção de metano pela vegetação submersa que entra em decomposição; 
-As mudanças climáticas e no regime de chuvas; 
-A alteração do curso e do nível dos rios, prejudicando a vida aquática; 
-O aumento do preço para o consumidor final em períodos de seca; 
-A instabilidade no ecossistema, podendo destruir a fauna e a flora regional. 
-Destruição da vegetação natural; 
-Assoreamento do leito dos rios; 
-Desmoronamento de barreiras; 
-Extinção de espécies de peixes, por interferência nos processos migratórios e 
reprodutivos (piracema); 
-Acidificação da água quando não ocorre desmatamento prévio em escala adequada; 
-Ocorrência de atividades sísmicas devido ao peso da água sobre o substrato rochoso 
subjacente; 
-Alterações na água do reservatório relativas à temperatura, oxigenação (oxigênio 
dissolvido) e pH (ocorrência de acidificações); 
-Poluição das águas, contaminações e introdução de substâncias tóxicas nos 
reservatórios pela lixiviação de pesticidas, herbicidas e fungicidas provenientes das 
plantações pré-existentes na região alagada; 
-Introdução de espécies exóticas nos reservatórios, em desequilíbrio com os 
ecossistemas da bacia hidrográfica; 
-Remoção de mata ciliar; 
-Aumento da pesca predatória, por pescadores profissionais ou em atividades de 
lazer; 
-Implantação de barreira física que impedem migrações sazonais de espécies 
animais, perturbando o equilíbrio do ecossistema; 
-Diminuição do sequestro de carbono pela vegetação inundada, contribuindo para 
aumentar o efeito estufa 
Os principais problemas sociais gerados pela construção das hidrelétricas são: 
Deslocamento de populações em escalas variáveis conforme a topologia; 
Inundação de áreas agricultáveis ou utilizáveis para pecuária ou reflorestamento; 
Sempre são registrados casos de aumento da distribuição geográfica de doenças de 
veiculação hídrica como, por exemplo, a malária e a esquistossomose; 
Danos ao patrimônio histórico e cultural; 
Efeitos sociais intangíveis da relocação indiscriminada de grandes populações, 
especialmente agrupamentos indígenas, quilombolas ou comunidades tradicionais; 
Incremento de navegação e transporte na bacia de acumulação causando alterações 
relevantes dentro da bacia hidrográfica; 
Intensificação de atividade extrativistas no interior da bacia hidrográfica do 
reservatório; 
 
 
 
 
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Dissertação 
 
Tendo assim ,o Brasil possui um projeto político econômico de produção de energia, 
datado, podemos dizer, desde o decreto de criação da Usina Hidrelétrica de Furnas 
em 1957, que traz no seu discurso a melhoriada qualidade de vida da população, 
assim como, o desenvolvimento econômico do país .Contudo , ultimamente , face à 
participação da iniciativa privada neste projeto, os interesses da nação são, na 
maioria das vezes, superados pelos interesses das organizações privadas que 
geram ou produzem energia elétrica com o objetivo de vendê-la, ou seja, como 
empreendimento capitalista. Não obstante, devemos considerar que a construção de 
uma hidrelétrica significa uma forma de reestruturação do território, do mesmo modo, 
“significa de fato organizar a sociedade, planejando-se seu conjunto e inserindo-o 
em molde preestabelecido. Assim, a reestruturação do território proveniente da 
construção de “grandes obras” trata-se de uma necessidade do próprio capitalismo e 
visa mais atender ao poder do sistema capitalista do que ao sistema social. A 
construção de barragens, deste modo, objetos tanto técnicos como geográficos, são 
uma forma de materialização no espaço de políticas estatais e privadas que tem por 
objetivo a adequação e reestruturação do território num dado momento econômico. 
Diante do exposto, não temos dúvida de que a implantação de uma barragem é a 
criação de um novo território. Contudo, a sociedade precisa ter consciência de que 
pode e deve exercer seu poder de participação no processo. Organizar e lutar contra 
as lógicas vigentes faz, por exemplo, do Movimento dos Atingidos por Barragens 
(MAB)50, um foco de resistência e um modelo de organização social politizada, 
necessária para que não deixemos livre o caminho para aqueles que fazem da 
política a ampliação do poder dos grandes capitalistas. 
A construção da Hidrelétrica de Itaipu expressou um cenário político novo no Brasil, 
suscitando várias formas de análise, com perspectivas e diferentes interpretações, 
mostrando contradições e conflitos. Para entender o processo pelo qual o Estado 
atua e como ocorre a apropriação e a produção do espaço foram analisados os 
conteúdos dos Planos Nacionais de Desenvolvimento, com destaque para os 
enfoques setoriais. O período analisado compreende desde o projeto até a criação 
do Lago de Itaipu. O espaço é incorporado para a produção de energia elétrica 
provocando sua alteração e sua continua reprodução. O trabalho apontou também 
as controversas políticas entre os países cujos territórios são banhados pela bacia 
hidrográfica do rio Paraná e o s em bates políticos com o Brasil que projeta e 
executa as obras para geração de hidroeletricidade. Mostra como se dá a 
mediação política de cunho internacional tendo como base a exploração do território. 
O embate político entre o Brasil e o Paraguai é antigo, no entanto, a 
possibilidade da utilização de um maior volume de energia de Itaipu, condição 
fundamental para a industrialização do país, m arca o início de um novo 
tempo entre Brasil e Paraguai, assim como equaliza a distorção histórica da 
distribuição de energia da Itaipu Binacional entre os dois países. A análise aponta a 
importância do território e como as relações internacionais são mediadas pelas 
características do território das nações que assinaram o Tratado de Itaipu. Ou seja, 
o território é a base das negociações realizadas entre os países mediados pelas 
normas da política internacional. Embora o território e o espaço fiquem ocultos pelo 
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debate da geração de energia, é importante ressaltar que, mesmo ocultado pelo 
embate sobre o aproveitamento de energia, é o espaço que está sendo objeto de 
disputa. Para compreender o processo pelo qual o Estado redefine continuamente o 
território, ao produzir espaço, assim hoje é considerado o território como base para 
as atividades econômicas 
 
Referências Bibliográficas 
 
https://www.furnas.com.br 
https://www.itaipu.gov.br 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/energia3.php