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TRABALHO E ENERGIA
PROF. JOÃO VICENTE
ESTAÇÃO ECOLOGICA DE PETI
1 - CONCEITO DE TRABALHO
Observe a figura abaixo:
F F F F F F F F
F F d
Se o corpo sofreu a ação de força
durante um certo deslocamento, foi
realizado no corpo um certo
trabalho.
Quando realizamos trabalho sobre um corpo,
estamos transferindo ENERGIA para o
corpo.
Ter energia é ter capacidade de
realizar trabalho.
F
F
F
F
F
F
F
F F
θ
d
F = resultante de
forças
constante
d = deslocamento
Θ = ângulo entre F
Unidade : N . m =
e d.
T = F . cos θ . d
Joule (J)
Quando a força não for constante, o trabalho
é dado pela área sob o gráfico força em
função dos deslocamento:
F
0
d
ÁREA = TRABALHO
F
Por maior que seja a força aplicada num
corpo, se ela não deslocar o corpo, não
houve transferência de energia para o
corpo. Logo, se a força aplicada não
provocar deslocamento não haverá
realização de trabalho.
F
d
h
1
h
2
Quando a força aplicada for
perpendicular ao deslocamento,
energia não é transferida para o
corpo. A força não realiza trabalho.
2 - ENERGIA CINÉTICA
A FLECHA NÃO TEM
CAPACIDADE
DE
REALIZAR TRABALHO
NA MAÇÃ ( NÃO POSSUI
ENERGIA).
F F
A
FLECHA,
DEVIDO
À
SUA
VELOCIDADE, TEM CAPACIDADE DE
REALIZAR TRABALHO.
Quando o corpo tem capacidade de realizar
trabalho devido à sua velocidade, ele apresenta
ENERGIA CINÉTICA.
V=O
Energia Cinética = 0
v ≠v ≠v0 ≠v0 ≠v0 ≠0v 0≠v 0≠ 0
EC =
1
2
m.v2
Ec = 0
F
FF
V≠ 0
O trabalho realizado sobre um corpo
é igual à variação da energia cinética
do corpo: T = ∆ Ec
3
ENERGIA
GRAVITACIONAL.
F
d
POTENCIAL
TRABALHO FOI
REALIZADO
SOBRE O
CORPO. ELE
APRESENTARÁ
CAPACIDADE DE
REALIZAR
TRABALHO
(ENERGIA).
O CORPO
DEVIDO À SUA
POSIÇÃO
TERÁ
CAPACIDADE
DE REALIZAR
TRABALHO.
A CAPACIDADE DE
REALIZAR
TRBALHO QUE SE
DEVE À POSIÇÃO
OCUPADA NO
CAMPO
GRAVITACIONAL É
CHAMADA DE
ENERGIA
POTENCIAL
GRAVITACIONAL.
T = F . COS θ . d
F
}
d
P
P
h
T = m . g . Cos0
0º.. h
T=m.g.h
O TRABALHO REALIZADO SOBRE O
CORPO É A ENERGIA APRESENTADA
PELO CORPO: EP = m . g . h
4 - ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
MOLA NÃO REALIZA TRABALHO.
NÃO POSSUI ENERGIA.
x
F
F
F
F
d
TRABALHO FOI REALIZADO SOBRE A
MOLA. A MOLA DEFORMADA POSSUI
ENERGIA.
F
F
F
F
d
A
MOLA
DEFORMADA
POSSUI
CAPACIDADE
DE
REALIZAR
TRABALHO.
A
MOLA
POSSUI
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA.
2F
F
2x
x
F
x=0
FORÇA ELÁSTICA = F = K . x
Onde:
K =constante elástica (N/m)
x = deformação na mola(m)
F
ÁREA =
K.x
TRABALHO
SOBRE
A
MOLA =
x
0
A=
x.K.x
2
Epotencial elástica =
1
2
ENERGIA
X FORNECIDA
À MOLA
K.x2
5 - FORÇAS
DISSIPATIVAS.
CONSERVATIVAS
F
F
F
d
F
F
E
F
d
O TRABALHO REALIZADO POR UMA
FORÇA IGUAL AO PESO NÃO DEPENDE
DA TRAJETÓRIA. A FORÇA PESO É
UMA FORÇA CONSERVATIVA.
P
P
P
P
P
FAR
VO = 0
FAR
FAR
FAR
FAR
V1
FFATRITO
ATRITO
FATRITO
FATRITO
V0 = 0
FATRITO
FATRITO
P
V1≠ V2
PXPX
FATRITO
X
FATRITO
P
X
FATRITO
P
X
FATRITO
P
X
FATRITO
P
X
FATRITO
P
X
FATRITO
PX
PX
PXP
X
PV
X2
O TRABALHO REALIZADO PELA
FORÇA DE ATRITO DEPENDE DA
TRAJETÓRIA. AS FORÇAS DE ATRITO
SÃO FORÇAS DISSIPATIVAS.
FORÇAS CONSERVATIVAS SÃO FORÇAS
QUE REALIZAM TRABALHO QUE NÃO
DEPENDE DA TRAJETÓRIA. EXEMPLO:
PESO, FORÇA ELÁSTICA, FORÇA
ELÉTRICA, FORÇA MAGNÉTICA.
FORÇA DISSIPATIVAS SÃO FORÇAS
QUE REALIZAM TRABALHO QUE
DEPENDE
DA
TRAJETÓRIA.
EXEMPLO: QUALQUER TIPO DE
FORÇA DE ATRITO.
6 - ENERGIA MECÂNICA
V0 = 0
V
h
Energia
cinética
e
potencial gravitacional.
POSIÇÀO DE
V
x
EQUIÍBRIO
ENERGIA CINÉTICA E
POTENCIAL ELÁSTICA
CHAMAMOS
DE
ENERGIA
MECÂNICA DE UM CORPO À SOMA
DA
ENERGIA
CINÉTICA
E
POTENCIAL DESSE CORPO.
m = 1 Kg
V0 = 0
Ep = 100 J
h = 10 m
EC = 100 J
Não há atrito.
m = 1 Kg
V0 = 0
Ep = 100 J
h = 10 m
EC < 100 J
Há atrito.
O QUE FOI PERDIDO EM ENERGIA
MECÂNICA APARECE NA FORMA DE
CALOR.
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO
ENERGIA MECÂNICA:
DA
Quando um corpo sofre a ação apenas de
forças conservativas, sua energia mecânica
permanece constante.
EM1 = EP
EP = EC
EM2 = EC
EC ≠ 0
FAFAFA FAFAFAFA FAFAFAFFAA
EC = 0
QUANDO UM CORPO SOFRE A
AÇÃO DE FORÇAS DISSIPATIVAS,
SUA ENERGIA MECÂNICA NÃO
PERMANECE CONSTANTE. O QUE
O CORPO PERDE DE ENERGIA
MECÂNCIA É TRANSFORMADO EM
CALOR.
7 - POTÊNCIA
F
d
F
d
Potência é a grandeza que mede a
rapidez com que o trabalho é realizado.
Quanto maior a rapidez na realização de
um trabalho, maior a POTÊNCIA.
TRABALHO
P=
TEMPO
Unidade : joule / segundo = watt (W)