CURSINHO UEPA - Física (Trabalho e Energia)

Física I
TRABALHO E ENERGIA
Profª: Amanda Duarte


1-Trabalho ( )

Para se colocar algum objeto em movimento, é necessária a aplicação de uma força e, simultaneamente, uma transformação de energia. Quando há a aplicação de uma força e um deslocamento do ponto de aplicação dessa força, pode-se dizer que houve uma realização de trabalho.Considere um objeto que está submetido a uma força e, devido a essa força, esse objeto sofre um deslocamento , como se vê abaixo:
A força pode ser dividida em dois componentes, e , como se mostra a seguir:
Observe que o componente de que realiza o trabalho é , pois é o que tem a mesma direção do deslocamento. O trabalho é definido como sendo o produto do componente pelo deslocamento sofrido pelo objeto e como , teremos:
No Sistema Internacional, a unidade de trabalho é o joule (J).No exemplo citado, a força mostrada é causadora do movimento do objeto, mas existem casos em que a força é de oposição ao movimento, como por exemplo, o atrito. Nessas situações o trabalho será negativo. Observe o quadro abaixo:


2-Energia Cinética ( )
Em física, a variação de energia cinética é a quantidade de trabalho que teve que ser realizado sobre um objeto para modificar a sua velocidade (seja a partir do repouso - velocidade zero - seja a partir de uma velocidade inicial).
Para um objeto de massa m a uma velocidade v a sua energia cinética, em um instante de tempo, é calculada como:



3-Energia potencial gravitacional ( )

É a energia associada a altura h de um corpo em relação a uma superfície de referência.

Epg .= m.g.h



4-Energia Potencial Elástica ( )

É a energia armazenada por um corpo ou sistema, quando este sofre uma deformação x.

Eel = k.x²
2

5-Energia mecânica ( )
EM = EC + Epot

Conservação da Energia Mecânica

A energia mecânica (Emec) de um sistema é a soma da energia cinética e da energia potencial.
Quando um objeto está a uma altura h, como já foi visto, ele possui energia potencial; à medida que está caindo, desprezando a resistência do ar, a energia potencial gravitacional do objeto que ele possui no topo da trajetória vai se transformando em energia cinética e quando atinge o nível de referência a energia potencial é totalmente transformada em energia cinética. Este é um exemplo de conservação de energia mecânica.
— Na ausência de forças dissipativas, a energia mecânica total do sistema se conserva, ocorrendo transformação de energia potencial em cinética e vice-versa. Podemos escrever:
E mec (início) = E mec (fim)



· Energia mecânica

· Sistema conservativo TEOREMA do Trabalho e Energia
τ = ∆Ec ou τ = Ec (final) - Ec (inicial)

— Temos que:
"O trabalho realizado pela força resultante F que desloca um corpo de uma posição para outra, é igual à variação de energia cinética".

Observe que a unidade de energia é a mesma de trabalho, ou seja, no SI é o joule (J).