Energia e Trabalho: Conceitos Fundamentais

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Energia
Cada tipo de energia relaciona-se com a realização de trabalho. É possível dizer, então, que
o trabalho é uma medida de energia transferida ou transformada.
Princípio da conservação da energia
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.
Energia cinética
Energia associada ao movimento do corpo
m: massa
v: velocidade
OBS.: km/h → dividir por 3,6 → m/s
Teorema da Energia Cinética
τforçaresultante = EcinéticaB - EcinéticaA = ∆Ecinética
O trabalho da resultante das forças agentes em um corpo em determinado deslocamento
mede a variação de energia cinética ocorrida nesse deslocamento.
A força resultante é igual a zero quando o corpo está em repouso ou movimento retilíneo
uniforme.
Quando um corpo cai, seu peso realiza trabalho motor e a energia cinética aumenta.
Quando um corpo é lançado verticalmente para cima, ao subir, seu peso realiza trabalho
resistente: a energia cinética diminui.
Um satélite em movimento circular e uniforme tem velocidade escalar constante: a energia
cinética não varia e o trabalho da força agente é nulo.
Em um gráfico, b.h/2 = m.v2/2
Energia potencial
Essa energia está relacionada a trabalhos que independem da trajetória descrita, como o da
força peso e o da força elástico.
Energia potencial gravitacional
m: massa
g: aceleração da gravidade
h: altura
A energia potencial gravitacional depende do nível de referência a
partir do qual é medida a altura:
- positiva quando o corpo está acima do nível de referência
(N.R.)
- negativa quando o corpo está abaixo do nível de referência
(N.R.)
Energia potencial elástica
k: constante elástica
x: comprimento da deformação
É o trabalho realizado pela força elástica quando o corpo passa da posição B para a A.
OBS.:
Forças conservativas
Quando o corpo está sob ação de uma força conservativa que realiza trabalho resistente, a
energia cinética diminui, mas, em compensação, ocorre um aumento de energia potencial.
Quando a força conservativa realiza trabalho motor, a energia cinética aumenta, o que
corresponde a uma diminuição equivalente de energia potencial.
O termo "conservativo" prende-se à ideia de que, durante a realização do trabalho, a soma
das energias cinética e potencial se "conserva" no sistema.
Um sistema conservativo não tem atritos.
Princípio da Conservação da Energia Mecânica
energia cinética + energia potencial = constante
Essa soma é denominada "energia mecânica" do sistema.
A energia mecânica de um sistema permanece constante quando este se movimenta sob
ação de forças conservativas e eventualmente de outras forças que realizam trabalho nulo.
Gráfico de energia no sistema conservativo
Forças dissipativas
São as forças que, quando realizam trabalho, este é sempre resistente, em qualquer
deslocamento. Como consequência, a energia mecânica de um sistema, sob ação de forças
dissipativas, diminui.
A energia mecânica não se conserva sob ação de forças dissipativas.
Tem atrito, resistência do ar…
Emecânicainicial ≠ Emecânicafinal
Emecânicafinal + Edissipativa = Emecânicainicial
Emecânicafinal = X%Emecânicainicial
OBS.: sempre lembrar que peso é igual à M.G, e não somente à M!