TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA

TRABALHO E ENERGIA MECÂNICATRABALHO E ENERGIA MECÂNICA

O que você deve saber sobre

A física do início do século XIX foi fortemente influenciada pelas mudanças ocasionadas pela Revolução Industrial. Os novos processos industriais procuravam sobretudo incorporar conceitos como os de conservação, eficiência e rendimento. Foi assim que nasceram os conceitos físicos de trabalho e energia mecânica. A última grandeza foi proposta especialmente para designar algo que se conservava do começo ao fim das transformações – e a estratégia de ampliar a definição de energia para que persista a conservação é usada até hoje.

TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA

I. Trabalho

Obtido quando uma força aplicada a um corpocausa deslocamento.Trabalho realizado por uma força constante

Se o módulo da força F é constante ao longo do deslocamento s,o trabalho pode ser calculado por meio da expressão:


Trabalho realizado por uma força variável: se a força não é constante durante o movimento o trabalho será numericamente igual à área compreendida entre o gráfico F x d e o eixo das abcissas.

Como A1 está acima do eixo horizontal, o trabalho desse trecho é

positivo. Já o trabalho no trecho A2 é negativo, pois a região está

abaixo do eixo. Temos, então:

I. Trabalho


II. PotênciaPode ser analisada de dois modos: relacionada ao tempo gasto para a realização de um trabalho; relacionada à quantidade de trabalho executada em um intervalo de tempo fixo.

se a força F for constante durante o deslocamento.

Rendimento: se quisermos descobrir se nossos processos são eficientes ou não, definimos o rendimento de uma máquina como a razão entre a potência útil (de fato aproveitada) e a potência total (necessária ao funcionamento):


III. Energia cinética

Manifesta-se no movimento dos corpos em relação a um dado referencial. O corpo em questão deve apresentar velocidade diferente de zero no instante em que estiver sendo observado.

em que m é a massa do corpo, e v, o módulo de sua velocidade.

Teorema da energia cinética


IV. Energia potencial

Resulta da posição em que o corpo se encontra e da força que atua sobre ele.Pode ser gravitacional ou elástica, resultando em energia potencial gravitacional ou energia potencial elástica.



Energia potencial gravitacional: manifesta-se quando um corpo se encontra a determinada altura em relação a um nível referencial.

BELIN

DA

PR

ETO

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S/S

HU

TTER

STO

CK

Usina hidrelétrica: no ponto mais alto da queda-d´água, a energia potencial tem seu maior valor.


Energia potencial elástica: aparece quando distendemos uma mola (ou elástico) dentro dos limites do material e ela tende a retomar sua posição original. Depende da constante elástica k do material e da distensão (ou compressão) x em relação ao comprimento de repouso da mola.


PH

OTO

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TIN

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CK

Energia mecânica: conservação e dissipaçãoClique aqui para ver a animação.


V. Energia mecânica

É a soma de todas as energias potenciais com a energia cinética.


V. Energia mecânica

Conservação de energiaSistema conservativo é aquele em que a energia mecânica se mantém constante, sem que ocorra perda ou transformação em outras formas de energia, devido ao atrito. No ponto A, o carrinho possui energia potencial gravitacional. Quando ele começa a cair, ganha velocidade, e parte de sua energia potencial se transforma em cinética.

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Energia mecânica: conservação e dissipaçãoClique aqui para ver a animação.

(UCS-RS) Sobre um bloco atuam as forças indicadas na figura, as quais o deslocam 2 m ao longo do plano horizontal.

Analise as informações.

I. O trabalho realizado pela força de atrito Fa é positivo.

II. O trabalho realizado pela força F vale 200 J.III. O trabalho realizado pela força peso é diferente de zero.IV. O trabalho realizado pela força normal N é nulo.Quais são as corretas?

a) apenas I e IIb) apenas I e IIIc) apenas II e IIId) apenas II e IVe) apenas III e IV

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TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA – NO VESTIBULAR

EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: D

(Fuvest-SP) O gráfico representa a variação da intensidade da força resultante F, que atua sobre um corpo de 2 kg de massa,em função do deslocamento x.

Sabendo que a força F tem a mesma direção e sentido do deslocamento, determine:a) a aceleração máxima adquirida pelo corpo.b) o trabalho total realizado pela força Fentre as posições x = 0 e x = 3 m.

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RESPOSTA:

(Aman-RJ) Com que velocidade o bloco da figura a seguir, partindo do repouso e do ponto A, atingirá o ponto B, supondo todas as superfícies sem atrito? (g = 10 m/s2)

a) 0 m/sb) 5 m/s c) 10 m/s d) 15 m/se) 20 m/s

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RESPOSTA: C

(FMIt-MG) Um corpo de massa 2,0 kg, inicialmente em repouso, é puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito,por uma força constante, também horizontal, de 40 N.

Qual será sua energia cinética após percorrer 5 m?a) 0 jouleb) 20 joules c) 10 joules d) 40 joulese) n.r.a.

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RESPOSTA: E

(Ufac) Um carro se desloca com velocidade de 72 km/h na Avenida Ceará. O motorista observa a presença de um radar a 300 m e aciona imediatamente os freios. Ele passa pelo radar com velocidade de 36 km/h. Considere a massa do carro igual a 1.000 kg.

O módulo da intensidade do trabalho realizado durante a frenagem, em kJ, vale:a) 50. b) 100. c) 150. d) 200.e) 250.

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RESPOSTA: C

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