Trabalho, Energia e sua Conservação

Trabalho, Energia e sua
Conservação
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Trabalho, Energia e sua Conservação
CONTEXTO
Trabalho, Energia e sua Conservação
Quando tens trabalho o que dizes?
Que o suor que da tua fronte escorreu,
E que valeu a alegria do pão compatilhado.
E quando ergues aquele fardo, leve ou tão pesado,
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Por uma altura “h”,
Pensas que ainda assim trabalho realizaste?
Pois em Física é diferente:
Não existe trabalho ‘T’ sem força ‘F’, vezes o
deslocamento ‘d’,
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Perpendiculares entre si.
E tudo o que anda sem a velocidade alterar, ou
que parado está,
A esse trabalho não se pode pagar, pois que é
nulo.
E tem mais: do ângulo o Trabalho ainda depende,
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Não assim de um jeito qualquer,
Mas de um cosseno que arrepia a galera do ‘deixa
pra lá...’
Ainda tem Energia pra considerar.
Cinética mais Potencial, na Mecânica está,
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E se uma aumenta a outra logo diminui.
Mas, coisa estranha:
No final, caso ideal, são sempre iguais, ainda que
diferentes.
Dá pra encarar?
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Desafios
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Bloco
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Dinamômetro
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Angulômetro
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DESAFIO 1
F
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DESAFIO 1
F
Apesar da força F aplicada ao bloco, este
não entra em movimento.
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DESAFIO 1
F
Apesar da força F aplicada ao bloco, este
não entra em movimento.
Esse é o resultado que você esperava?
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DESAFIO 2
F
Agora vamos deslocar o corpo de 20 cm,
aumentando a força F até que a resultante das
forças agentes no bloco tenha intensidade de 0,2 N .
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DESAFIO 2
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante
nesse deslocamento?
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DESAFIO 3
Vamos estudar as energias mecânicas e
a sua conservação
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DESAFIO 3
Abandonando o carrinho no alto do plano inclinado,
o mesmo desce o plano e após chocar-se contra a
mola ele retorna a uma altura menor que a inicial.
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DESAFIO 3
Quais são os tipos de energia
mecânicas envolvidas no caso?
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Produção de
conhecimento
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DESAFIO 1
RESOLUÇÃO
F
Fat
Apesar da força F aplicada ao bloco, o mesmo permanece em
repouso, pois, a força resultante é nula devido a força de
atrito Fat que age em sentido oposto a força F.
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• De acordo com a 1ª lei de Newton:
Força resultante nula sobre um corpo resulta no
equilíbrio do mesmo, no caso, equilíbrio estático
que é o repouso.
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE:
τ=
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE:
τ = F.
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE:
τ = F·ΔS·
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE:
τ = F·ΔS·cosϴ
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE: τ = F·ΔS·cosϴ
no caso ϴ = 0o e cos 0o=1, resulta:
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE: τ = F·ΔS·cosϴ
no caso ϴ = 0o e cos 0o=1, resulta:
τ=
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE: τ = F·ΔS·cosϴ
no caso ϴ = 0o e cos 0o=1, resulta:
τ = F·
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
Qual o trabalho realizado pela força resultante de 0,2 N
num deslocamento de 20cm (0,2 m)
LEMBRETE: τ = F·ΔS·cosϴ
no caso ϴ = 0o e cos 0o=1, resulta:
τ = F·ΔS
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
No caso τ = F·ΔS. Substituindo os valores de
F =0,2 N e ΔS = 0,2 m,
temos : τ = 0,2 · 0,2 = 0,04 J
O trabalho da força resultante nesse deslocamento
foi de 0,04 J
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
No caso τ = F·ΔS. Substituindo os valores de
F =0,2 N e ΔS = 0,2 m,
temos : τ = 0,2 · 0,2 = 0,04 J
O trabalho da força resultante nesse deslocamento
foi de 0,04 J
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
No caso τ = F·ΔS. Substituindo os valores de
F =0,2 N e ΔS = 0,2 m,
temos : τ = 0,2 · 0,2 = 0,04 J
O trabalho da força resultante nesse deslocamento
foi de 0,04 J
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DESAFIO 2
RESOLUÇÃO
F
No caso em que o ângulo ϴ = 90°, como cos 90° = 0,
trabalho da força resultante nesse deslocamento
será igual a zero.
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
No início, quando altura é máxima, a energia potencial gravitacional
é máxima, pois,
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
No início, quando altura é máxima, a energia potencial gravitacional
é máxima, pois, Ep =
onde:
Ep = energia potencial gravitacional
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
No início, quando altura é máxima, a energia potencial gravitacional
é máxima, pois, Ep = m
onde:
Ep = energia potencial gravitacional
m = massa do carrinho
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
No início, quando altura é máxima, a energia potencial gravitacional
é máxima, pois, Ep = mg
onde:
Ep = energia potencial gravitacional
m = massa do carrinho
g = aceleração da gravidade local
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
No início, quando altura é máxima, a energia potencial gravitacional
é máxima, pois, Ep = mgh
onde:
Ep = energia potencial gravitacional
m = massa do carrinho
g = aceleração da gravidade local
h = altura relativa
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
Abandonado o carrinho desce o plano inclinado com a
velocidade crescente e consequentemente a sua energia
cinética aumenta, pois, Ec = mv2/2 onde:
Ec = energia cinética
m = massa do carrinho
v = velocidade do carrinho
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
Abandonado o carrinho desce o plano inclinado com a
velocidade crescente e consequentemente a sua energia
cinética aumenta, pois, Ec = mv2/2 onde:
Ec = energia cinética
m = massa do carrinho
v = velocidade do carrinho
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
Abandonado o carrinho desce o plano inclinado com a
velocidade crescente e consequentemente a sua energia
cinética aumenta, pois, Ec = mv2/2 onde:
Ec = energia cinética
m = massa do carrinho
v = velocidade do carrinho
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
Abandonado o carrinho desce o plano inclinado com a
velocidade crescente e consequentemente a sua energia
cinética aumenta, pois, Ec = mv2/2 onde:
Ec = energia cinética
m = massa do carrinho
v = velocidade do carrinho
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DESAFIO 3
RESOLUÇÃO
Abandonado o carrinho desce o plano inclinado com a
velocidade crescente e consequentemente a sua energia
cinética aumenta, pois, Ec = mv2/2 onde:
Ec = energia cinética
m = massa do carrinho
v = velocidade do carrinho
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• Pelo exposto podemos concluir que enquanto o
carrinho desce a rampa, a energia potencial diminui
e a energia cinética aumenta.