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ENERGIA MECÂNICA
Energia Mecânica Energia é a capacidade de executar um trabalho.
A energia mecânica é aquela que acontece devido ao movimento dos corpos ou armazenada nos sistemas físicos.
Dentre as diversas energias conhecidas, as que veremos no estudo de dinâmica são:
Energia Cinética; Energia Potencial Gravitacional; Energia Potencial Elástica;
FÓRMULAS Energia Cinética:
Energia Potencial Gravitacional:
Energia GravitacionalElástica:
Energia Cinética É a energia ligada ao movimento dos corpos. Resulta da transferência de energia do sistema que põe o corpo em movimento. Na natureza nada se perde tudo se transforma! A energia é um exemplo disso. Ao perder energia cinética um objeto estará transformando essa perda em outro tipo de energia. Podemos então definir a energia mecânica como a soma das energias atuantes num sistema, da seguinte forma:
Emec = Ec + Ep
Onde: Emec = Energia Mecânica Ec = Energia Cinética Ep = Energia Potencial
A energia mecânica e um sistema são pontuais, ou seja, em cada ponto analisaremos as energias presentes.
EXEMPLO
ENERGIA CINÉTICA
ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
É a energia que corresponde ao trabalho que a força Peso realiza.
É obtido quando consideramos o deslocamento de um corpo na vertical, tendo como origem o nível de referência (solo, chão de uma sala, ...)
Enquanto o corpo cai vai ficando mais rápido, ou seja, ganha Energia Cinética, e como a altura diminui, perde Energia Potencial Gravitacional.
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
Corresponde ao trabalho que a força Elástica realiza.
Como a força elástica é uma força variável, seu trabalho é calculado através do cálculo da área do seu gráfico, cuja Lei de Hooke diz ser:
Como a área de um triângulo é dada por:
Então:
CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA
A energia mecânica de um corpo é igual a soma das energias potenciais e cinética dele.
Qualquer movimento é realizado através de transformação de energia, por exemplo, quando você corre, transforma a energia química de seu corpo em energia cinética. O mesmo acontece para a conservação de energia mecânica.
ENERGIA POTÊNCIAL GRAVITACIONAL Um corpo de massa 4
kg encontra-se a uma altura de 16 m do solo. Admitindo o solo como nível de referência e supondo g = 10 m/s2, calcular sua energia potencial gravitacional.
RESOLUÇÃO
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA Uma mola de
constante elástica k = 400 N/m é comprimida de 5 cm. Determinar a sua energia potencial elástica.
RESOLUÇÃO
ENERGIA CINÉTICA Determine a
energia cinética de um móvel de massa 50 kg e velocidade 20 m/s.
ROSOLUÇÃO
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