Trabalho e energia

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Vetor Pré Vestibular Comunitário

Física 1

Capítulo 4 – Trabalho e Energia

E

ste tema é, sem dúvidas, um dos mais importantes na Física. Na realidade, nos estudos mais avançados da Física, todo ou quase todos os problemas podem ser resolvidos através da Energia dos sistemas. Um dos grandes nomes da conservação da energia sem dúvidas é o inglês James Prescott Joule. Ele e seu irmão eramfascinados por energia, e com isso davam choques um no outro e nos seus empregados. A partir daí, surgiu a idéia que a energia do universo é um processo que se repete indefinidamente através da reciclagem da mesma energia.

O Trabalho (W) A energia pode se manifestar de diversas formas no Universo, como: térmica, elétrica, magnética, sonora, mecânica, potencial, entre outras. Além disso, amesma energia varia entre essas formas descritas. Por exemplo, uma lâmpada comum transforma a energia elétrica em energia luminosa Assim, criou-se uma unidade que medisse a quantidade de energia transformada: o Trabalho. Esta unidade é usada nos diversos ramos da Física, porém analisaremos aqui apenas sua relação com a Energia Mecânica. Aí, podemos medir a transformação de energia pela seguinteequação:

do movimento coincidem, então fazemos uma correção na fórmula acima. Veja o exemplo abaixo:

F
d

F

F
d

F

No segundo caso, a direção da força faz um ângulo com a direção do movimento. Assim, devemos usar na equação apenas a componente da força na direção do movimento. Com isso, a fórmula correta do Trabalho fica:

Sendo F a força responsável pela transformação de energia e d adistância percorrida na direção da força. Ocorre que nem sempre a direção da força e a direção Capítulo 4 : Trabalho e Energia

IJJ
50

Vetor Pré Vestibular Comunitário Unidade do Trabalho: [ J ] Que é válida para todas as direções, pois, caso a força e a direção do movimento forem iguais, será igual a 0, e cosseno de 0 vale 1, portanto a equação ficará W = F.d . Vale notar que a unidade dotrabalho é o Joule (J), em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule.

Física 1

Unidade de Potência: [W]

Assim, substituindo nas equações de Trabalho Mecânico:

O trabalho da força peso será o mesmo nos 3 casos, pois a distância VERTICAL que o mesmo corpo percorre é a mesma. A Potência Em Física, a potência é definida como a rapidez com que a energia é transformada. Isto é,quanto a maior a potência mais energia é transformada em uma mesma unidade de tempo. Supondo a força constante e a sua direção coincidindo com a direção do movimento (θ=0).

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Física 1

Energia Cinética (Ec) É a energia que está associada ao movimento. Para que exista movimento, é necessário que haja um corpo (massa) com umadeterminada velocidade. Assim, a fórmula da energia cinética é dada por:

Unidade da Energia: [J]

Energia Potencial (Ep) É a energia que pode vir a ser transformada, baseado em um referencial. Vamos tratar de dois tipos principais de energia potencial: a gravitacional e a elástica.

Como o corpo B está mais distante do solo, o trabalho que a força peso pode realizar é maior (lembrando queW = F.d). Então a energia potencial de B é maior que a de A. A energia potencial é o próprio trabalho que poderia ser realizado, portanto a fórmula é a mesma:

Porém chamamos a distância vertical de altura (h), e a força de força peso (P) logo:

Energia Potencial Gravitacional (Epg) É a quantidade de energia que a força da gravidade pode transformar em um corpo (trabalho da força peso).Normalmente o referencial adotado é o chão. Observe abaixo: B

Energia Potencial Elástica (Epe) É a quantidade de energia que a força elástica pode transformar. Normalmente o referencial adotado é o ponto de equilíbrio da mola. Assim, quanto mais esticada ou quanto mais compressa está uma mola, maior sua energia potencial elástica.

A

referencial

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