FÍSICA
1ª SÉRIE
ENERGIA CINÉTICA
OBJETIVO
VAMOS PENSAR
E aí, quem gosta da adrenalina da montanha russa?
Já reparou que em algumas partes do trajeto desse carrinho louco os carrinhos se locomovem sem ajuda de nenhum tipo de motor? Quando esses carrinhos atingem sua energia cinética máxima?
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O que acontece quando eles começam a subir uma parte do trajeto sem nenhum tipo de auxílio motorizado?
VAMOS PENSAR
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Sabia que se não fosse a dissipação da energia na forma de atrito, calor e ruído a montanha russa só precisaria de motores para impulsionar os carrinhos até o ponto mais alto?
Quando os carrinhos param frente àquela descida insana sua energia potencial é máxima em relação ao solo e quando chegam na parte mais baixa, sua energia cinética é máxima e sua velocidade também é a maior possível!
ENERGIA CINÉTICA (EC)
https://www.ufjf.br/fisicaecidadania/conteudo/freio-abs-e-a-fisica/
Enfatizando: Para se ter Energia Cinética é necessário ter velocidade.
A energia cinética é dada pela equação:
TEOREMA ENERGIA CINÉTICA (EC)
Podemos então aplicar a 2ª Lei de Newton:
F = m . a
TEOREMA ENERGIA CINÉTICA (EC)
Como a força é constante, podemos afirmar que temos um MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado), pois a aceleração também é constante. Então podemos isolar a aceleração na Equação de Torricelli:
Substituindo a aceleração isolada na equação da força, temos:
TEOREMA ENERGIA CINÉTICA (EC)
Se juntarmos a distância “d” junto à força “F” e aplicarmos a distributiva na massa “m”, repare no que acontece:
Como a equação da Energia cinética é , temos que
F . d = ECin. final – Ecin. inicial. Então podemos considerar F.d = ΔEC.
ATIVIDADE
Um automóvel de 1 tonelada se move com velocidade de 72 km/h. Qual a energia cinética desse veículo?
Dados:
m = 1 t = 1.000 kg
v = 72 km/h = 20m/s
Ec = ?
Importante coletar os dados antes de fazer o exercício e lembre que 1 m/s equivale a 3,6 km/h.
Nas aulas anteriores sobre quantidade de movimento, vimos a utilidade do uso de cinto de segurança e airbag e hoje vimos que Energia Cinética depende da velocidade para existir.
Em rodovias, em especial regiões com serras e declives, os limites de velocidade entre carros e caminhões tendem a ter diferenças maiores. Faça uma enquete na sala: “Deve haver diferença de limites de velocidade entre carros e caminhões? Ou todos os motoristas deveriam ter o direito de dirigir na mesma velocidade?” Peça para cada votante dar uma justificativa de sua opinião.
ATIVIDADE - MÃO NA MASSA
Parte I
ATIVIDADE - MÃO NA MASSA
http://www.der.sp.gov.br/WebSite/img/placa_fiscalizacao.jpg
Dependendo do percentual de votantes em cada grupo, organize um pequeno debate intermediado pelo professor ou uma campanha de conscientização sobre a importância dos limites de velocidade em rodovias utilizando a Energia Cinética como tema central. Será que essa diferença de velocidade máxima entre o carro e o caminhão influencia muito pesadamente nas frenagens de cada veículo? Elabore uma questão utilizando energia cinética e limites de velocidade com um veículo leve e outro pesado. Depois chame um de seus colegas para responder.
Parte II
SUGESTÃO DE RESOLUÇÃO
Utilizando a equação da energia cinética será possível notar que caso um caminhão tenha uma massa 10 vezes maior que a de um carro a energia cinética do caminhão será 10 vezes maior que a do carro. Mas se comparar as energias cinéticas do carro com uma dada velocidade inicial e com essa velocidade dobrada será notado que a energia aumentará em 4 vezes. Se a velocidade for triplicada, a energia aumentará em 9 vezes.
Muitos tendem a pensar que se dobrar a velocidade, dobrará também a energia cinética.
O QUE VIMOS HOJE?
F.d = ΔEC;
GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : Ciências da Natureza : MOVIMENTOS E EQUILÍBRIO NA NATUREZA Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: FTD, 2020.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: mecânica, 1º ano. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
BONJORNO e vários autores. Física: Mecânica 1º ano. Vol 1. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.
FUKE, L.F. YAMAMOTO, K. Física Para o Ensino Médio 1 - Mecânica. 4ª ed. São Paulo: Saraiva, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 1. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 1. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.
REFERÊNCIAS