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Revisão de Energia - Copiar

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Resumo de Energia e Trabalho... 
 
Introdução: 
Energia é a capacidade de qualquer corpo produzir trabalho, ação ou movimento em 
determinado corpo, substância ou sistema. 
A energia não pode ser criada ou excluída de acordo com as Leis da Física, ela apenas pode ser 
transferida ou transformada. 
 
Tipos de Energia Mecânica: 
Energia cinética é a energia associada à velocidade de um corpo. 
Exemplo: Quando acontece um acidente em que a causa é a alta velocidade, na batida em alta 
velocidade em que a uma massa considerável, o carro adquire muita energia cinética. Porém, se 
o carro bater contra um muro, essa energia cinética acaba sendo dissipada em forma de 
barulho, calor e outras formas de energia. 
Fórmula da Energia Cinética: 
 
Teorema da energia cinética indica que a variação da energia cinética é igual ao trabalho, ou 
seja, O trabalho total das forças atuantes numa partícula é igual à variação da energia cinética 
dessa partícula. 
T = ∆Ec 
T: trabalho (J) 
∆Ec: variação da energia cinética (J) 
Exemplo: Qual o trabalho que deverá ser realizado sobre um corpo de massa igual a 6 kg, para 
que sua velocidade passe de 4 m/s para 20 m/s? 
O trabalho é igual a variação da energia cinética. Essa variação pode ser calculada diminuindo-
se o valor da energia cinética final da energia cinética inicial: 
∆Ec = Ecf - Eci 
Calculando os valores de Ecf e Eci, temos: 
 
Portanto, o trabalho necessário para mudar a velocidade do corpo, será igual a 1152 J. 
 
 
Energia Potencial Gravitacional está associada diretamente com a gravidade exercida sobre os 
corpos na Terra e pela altura em que um corpo se encontra em relação ao solo. 
Exemplo: Ao levantarmos um objeto até certa altura do solo estaremos transferindo energia do 
nosso corpo para o sistema constituído pelo objeto atraído pela Terra. ... Essa energia fica 
armazenada porque o objeto está a certa altura do solo e sujeito à atração gravitacional da 
Terra. 
Fórmula da Energia Potencial Gravitacional: 
 
Energia Potencial Elástica é a forma de energia que está relacionada à elasticidade e à 
deformação de corpos flexíveis, tais como molas, tiras de borracha, elásticos. Caso exerça a 
força neste objeto, a energia potencial elástica será convertida em energia cinética. 
Exemplos: Um arco-flecha debrado. 
Fórmula da Energia Potencial Gravitacional Elástica: 
 
Trabalho: 
 
 Introdução: 
Trabalho é uma grandeza física relacionada a transferência de energia devido a atuação de uma 
força. Realizamos um trabalho quando aplicamos uma força em um corpo e este sofre um 
deslocamento. 
A energia é definida como a capacidade de produzir trabalho, ou seja, um corpo só é capaz de 
realizar um trabalho se possuir energia. 
Exemplo: Um homem levantando seu corpo utilizando uma barra é um bom exemplo de trabalho. 
A energia que gastamos ao levantar nosso corpo em uma barra corresponde ao trabalho realizado 
pela força que nos ergue por certa distância. 
 
 
Trabalho de uma força: 
Força constante é quando ela mesma exerce sua força em um corpo, produzindo um 
deslocamento, o trabalho. 
Quando o deslocamento acontece no mesmo sentido da componente da força que atua no 
deslocamento, o trabalho é motor. Ao contrário, quando ocorre em sentido contrário, o trabalho 
é resistente. 
Exemplo: 
 
 Fórmula da força constante: 
T = F . d . cos θ 
T: trabalho (J) 
F: força (N) 
d: deslocamento (m) 
θ: ângulo formado entre o vetor força e a direção do deslocamento 
 
Força variável é quando a força não é constante, ou seja, não podemos utilizar a fórmula acima 
já que não se exerce a mesma função. 
O cálculo do trabalho de uma força de módulo variável, ou seja, não constante, deve ser feito 
com base num gráfico, que relaciona a força, ou sua respectiva projeção, em função do 
deslocamento. 
Exemplo: No gráfico abaixo, representamos a força motora que age no movimento de um carro. 
Determine o trabalho desta força que atua na direção do movimento do carro, sabendo que o 
mesmo partiu do repouso. 
 
 
Fórmula da força variável: 
Na situação apresentada, o valor da força não é constante em todo o deslocamento. Sendo assim, 
vamos calcular o trabalho através do cálculo da área da figura, que nesse caso é um trapézio. 
 
Observe que a área A do trapézio indicado na figura é dada por A = FX · d, ou seja, o trabalho é 
numericamente igual à área da figura formada pela curva (linha do gráfico) com o eixo do 
deslocamento, no intervalo considerado. Assim, escrevemos: 
T = Área 
Podemos aplicar essa propriedade gráfica no caso de uma força de módulo variável para 
calcular o trabalho realizado por essa força. Considere que a força F varie em função do 
deslocamento, conforme mostra o gráfico seguinte. 
A área indicada por A1 fornece o trabalho da força F no deslocamento (d1 – 0), e a área 
indicada por A2 fornece o trabalho da força F no deslocamento (d2 – d1). Como a área A2 se 
encontra abaixo do eixo do deslocamento, o trabalho da força, nesse caso, é negativo. Assim, o 
trabalho total da força F, no deslocamento de 0 a d2, é dado pela diferença entre a área A1 e a 
área A2. 
T = A1 – A2 
 
 
 
 
Força peso é o deslocamento vertical Δh poderá ser calculado pela seguinte expressão: 
 
Fórmula da força peso: 
 Trabalho força peso = massa × aceleração da gravidade local × variação de altura. 
 
Já que a força peso é calculada da seguinte maneira, P = m × g, acrescentamos a altura (h). 
 
Exemplo: Um corpo de massa igual a 4 kg é abandonado do alto de um prédio a uma altura de 
12 m. Considerando o valor da aceleração da gravidade local igual a 9,8 m/s2, determine o 
trabalho produzido pela força peso no deslocamento do corpo até o chão. 
Para calcular o trabalho da força peso, basta multiplicar os valores indicados no enunciado. 
Como a força peso atua na mesma direção e sentido da deslocamento, o trabalho será positivo. 
T = 4 . 9,8 . 12 = 470,4 J 
 
Força elástica é uma força que não é constante e sua intensidade varia em função da 
deformação. 
Fórmula: 
Fe = k x X 
Fe: força elástica, dada em newtons; 
K: constante elástica do corpo, dada em newtons/metro; 
X — deformação percebida no corpo após a aplicação da Fe, dada em metros. 
 
Exemplo: 
 
 Assim, o módulo do trabalho da força elástica será igual a área da figura, que neste caso é um 
triângulo. Sendo expresso por: 
 
 
Onde, 
T: trabalho (J) 
k: constante elástica da mola (N/m) 
x: deformação da mola (m) 
O trabalho da força elástica, assim como o trabalho da força peso, também não depende da 
trajetória. Forças que possuem essa característica são chamadas de conservativas. 
 
 
 
 
 
Conservação de energia: 
 
Introdução: 
A conservação da energia mecânica é uma das leis da mecânica que decorrem do princípio de 
conservação da energia. De acordo com a lei da conservação da energia mecânica, quando 
nenhuma força dissipativa atua sobre um corpo, toda a sua energia relativa ao movimento é 
mantida constante. 
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 tanto 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: 
 
va – velocidade do corpo na posição A (m/s) 
vb - velocidade do corpo na posição B (m/s) 
g – gravidade (m/s²) 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/movimento-uniforme.htmha – altura do ponto A (m) 
hb – altura do ponto B (m)

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