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Exercício de um automóvel em movimento retilíneo

Nesta aula, o professor Carlos Graterol, irá resolver uma questão em que teremos um carro em movimento retilíneo e iremos calcular a potência gasta do motor desse carro.

Exercício da gota de chuva sobre energia dissipada

Exercício de partículas usando variação de energia

Exercício do projetil entrando na parede

Exercício de trabalho resultante

Exercício mola usando energia potencial elástica

Exercício mola usando variação de energia mecânica

Exercício da energia armazenada em um alimento

Exercício de análise de trabalho de uma força

Embora a ideia de trabalho pareça um gasto de energia de uma pessoa, não usamos o “trabalho de uma pessoa”. O trabalho é sempre associado a uma força, por isso usamos o trabalho de uma força. É o ato de transferir energia a um corpo.

É a grandeza escalar obtida pelo produto escalar da força pelo vetor descolamento.

W = F . Δs

É comum o uso das letras W ou τ para designar trabalho.

Para uma força constante que proporciona um deslocamento na direção da força, pode-se escrever:

Trabalho de uma Força perpendicular ao Deslocamento

A força perpendicular à velocidade não vai modificar a velocidade, assim não vai transmitir energia ao corpo.

Por exemplo: Um corpo sendo arrastado em uma superfície terá trabalho da força normal igual a zero. Não há contribuição energética por parte da normal para que o movimento se realize (ou fazendo uma análise matemática o ângulo entre a força e o deslocamento é de 90°).

Potencial

Para poder entender o conceito de energia, é preciso entender o conceito de potência. Vamos pegar um exemplo. Digamos que você tem a capacidade de passar na sua prova. Dizer que você possui essa capacidade não significa que você vai passar, mas significa que você tem tudo que é preciso para conseguir fazer com que isso aconteça, ou seja, você tem o potencial necessário. Fisicamente falando, o potencial de uma grandeza esta ligado com a capacidade de ter uma determinada energia e se existe essa energia, é possível realizar trabalho. Dentro do cotidiano, a ideia potência é ligada a utilização de maquinas. Podemos dizer que uma maquina com um determinado valor de potencial é uma maquina que consegue utilizar uma determinada energia em um tempo para gerar um determinado trabalho. 

Energia

Energia e Trabalho são grandezas de mesma dimensão. Estão associados às forças que de alguma forma proporcionam ou podem proporcionar movimento.

Faremos aqui a análise da Energia Mecânica

A energia mecânica é a soma das energias potencial e cinética. A energia potencial pode ser do tipo gravitacional (associada à força peso) ou elástica (associada à força elástica).

Emecânica = Epotencial + Ecinética

Energia Potencial Gravitacional

(é necessário um desnível em relação a um referencial)

Epg = m.g.h

Energia Potencial Elástica

(é necessário a deformação no meio elástico)

Ep(el) = K.x²/2

Cinética

(é necessário que o corpo esteja em movimento)

Ecin = m.v²/2

Obs: Para a solução de exercícios de energia é preciso pensar da seguinte forma: Qual tipo de energia mecânica o corpo possui? Se tiver velocidade - tem energia cinética; se tiver altura em relação a um referencial tem energia potencial gravitacional; se tiver mola ou meio elástico deformado - tem energia potencial elástica.

 
Conservação de Energia

O Princípio da Conservação da Energia diz que quando um número é calculado no início de um processo (o valor da energia), ele será o mesmo no fim do processo. A energia poderá sofrer mudanças na sua classificação, mas continuará sendo expressa pelo mesmo número. Assim, ao ligarmos uma torradeira na tomada, estamos transformando a energia elétrica em energia térmica. Um liquidificador transforma energia elétrica em energia cinética e energia térmica. Uma usina nuclear transforma energia nuclear em calor que será transformado em energia cinética que será transformada em energia elétrica.
Quando aplicamos o Princípio da Conservação de Energia em sistemas mecânicos, estamos dizendo que a energia mecânica será mecânica até o fim do processo, isto é, não será transformada em outra forma de energia.

Emecânica (inicial) = Emecânica (final)