Apostila de Física 21 – Energia

Apostila de Física 21 – Energia
1.0 Definições
Energia não possui definição certa:
Wilhelm Ostwald – “Energia é aquilo que se necessita para realizar
qualquer tarefa ou trabalho”.
Thomas Young – “A energia é a capacidade de gerar trabalho”.
Determinantes para produzir e/ou multiplicar trabalho (músculos, sol,
águas correntes, vento, combustíveis, minerais).
Produção de movimento contra uma resistência.
A unidade da energia é Joule (J).
2.0 Energia Cinética
Energia associada ao estado de movimento do corpo de massa „m‟ e velocidade
„v‟.
Teorema da energia cinética:
A variação de energia cinética de um corpo entre dois instantes é medida
pelo trabalho da resultante das forças entre os instantes considerados.
O corpo considerado é um ponto material – No caso de corpos extensos,
deve-se considerar a força interna.
Trabalho motor – Energia cinética aumenta.
Trabalho resistente – Energia cinética diminui.
3.0 Energia Potencial
Corpo está em repouso:
Não possui energia cinética (v = 0).
Possui a qualidade em potencial de vir a ter energia cinética.
O corpo tem uma energia associada a posição.
A energia está associada à forças conservativas.
3.1 Energia Potencial Gravitacional
Energia associada ao trabalho do peso.
Energia que será transformada em energia cinética à medida que um corpo sobe
ou cai.
Essa energia depende do nível de referência utilizado para a medida da altura
„h‟.
3.2 Energia Potencial Elástica
Energia associada ao trabalho da força elástica.
Energia que será transformada em energia cinética à medida que um corpo, num
sistema elástico, se descola por consequência da deformação da mola.
4.0 Conservação da Energia Mecânica
A energia pode transformar-se de energia cinética a energia potencial, e viceversa.
Na ausência de forças dissipativas – A energia fornecida ao corpo é a mesma na
posição final.
A energia mecânica permanece constante na ausência de forças dissipativas,
apenas transformando-se em suas formas cinética e potencial.
A energia mecânica de um sistema se conserva quando este se movimenta sob
ação de forças conservativas e eventualmente de outras forças que realizam trabalho
nulo.
Princípio da conservação da energia – A energia não pode ser criada ou
destruída, somente transformada. O aparecimento de certa energia é sempre
acompanhado ao desaparecimento de outra energia em igual quantidade.
4.1 Moto-perpétuo
Máquina de movimento perpétuo.
A máquina, sem nenhum suprimento externo, deveria funcionar eternamente por
meio de conversão de energia cinética e potencial.
Cientificamente impossível a criação do moto-contínuo – Sempre uma parcela
da energia se perde no processo de funcionamento da máquina.