FÍSICA

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1ª SÉRIE

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ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA

OBJETIVO

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- Relembrar o conceito de Energia Potencial;

- Aprimorar o conhecimento de alguns tipos diferentes de Energia, sendo nessa aula elencada a Energia Potencial Elástica.

A Energia Potencial Elástica é a energia armazenada em molas, elásticos, cordas ou objetos que podem se comprimir ou se distender. Essa energia é diretamente proporcional à dureza da mola, constante elástica k, e, diretamente proporcional ao quadrado da distensão ou compressão, x, do objeto em estudo.

E_el = Energia Elástica (J, joule)

k = constante de deformação da mola (N/m)

x = comprimento de deformação (m, metro)

Novamente enfatizamos que a quantidade de energia potencial elástica que um corpo armazena está relacionada à sua dureza e à sua distensão ou compressão. Assim, chegamos à equação:

APLICAÇÕES DA ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA

https://pt.slideshare.net/EltonRicardo/molas-39272693

- Suspensão de automóveis;

- Cilindros de freio;

- Tampas de vedação,

- Entre outras.

APLICAÇÕES DA ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA

Nos automóveis, a energia cinética (energia de movimento) é absorvida por seus amortecedores (molas) em forma de energia potencial elástica.

Essas molas são comprimidas reduzindo os efeitos dos balanços causados por buracos ou outros agentes externos ao corpo do veículo.

EXEMPLO

Dados:

E_p = ?

k = 80 N/m

x = 10 cm = 0,1 m

OBS: É importante coletar os dados corretamente. Não esqueça de converter unidades quando necessário!

Determine, em Joules, a energia armazenada por uma mola de constante elástica K = 80 N/m, que apresenta deformação de 10 cm

COMO FUNCIONA UMA SUSPENSÃO AUTOMOTIVA?

O amortecedor, sinalizado em 5, garante a estabilidade do veículo, evitando movimentos de oscilação da mola.

A mola helicoidal, marcada em 14, garante a sustentação do veículo e auxilia a absorver o impacto.

http://www.ufjf.br/fisicaecidadania/files/2010/04/Figura-5.jpg

COMO FUNCIONA UMA SUSPENSÃO AUTOMOTIVA?

Em uma pista reta e horizontal a mola fica “um pouco” comprimida em função da gravidade e ao passar por algum obstáculo, a compressão é maior, resultando no ganho de energia potencial.

http://www.ufjf.br/fisicaecidadania/files/2010/04/Figura-5.jpg

ATIVIDADE

Uma mola armazena 4 J de energia após ser deformada. Sabendo que sua constante elástica é 200 N/m, qual a distância de deformação da mola em metros?

Dados:

Ep = 4 J

k = 200 N/m

x = ?

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ATIVIDADE - MÃO NA MASSA

Acesse o endereço clicando na imagem abaixo e vamos ver o que você aprendeu sobre energia até agora:

a) ao simplesmente colocar a massa de 100g na mola, o que ocorre com a energia total do sistema?

b) ao colocar a massa de 100g na mola e puxá-la para baixo até o final, quais energias é possível enxergar?

c) ao colocar o amortecimento na posição "nulo", o que acontece com o sistema mola mais a massa de 100g?

O QUE VIMOS HOJE?

• Relembramos que energia potencial é uma energia que está armazenada em um corpo esperando para ser convertida em trabalho ou movimento;
• A energia potencial elástica está associada às deformações sofridas por determinados corpos submetidos à forças de compressão ou distensão;
• Aplicações de energia potencial elástica.

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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.

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BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: mecânica, 1º ano. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.

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BONJORNO e vários autores. Física: Mecânica 1º ano. Vol 1. 3ª ed. São Paulo: FTD, 2016.

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MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 1. 3ª Edição. São Paulo: Moderna, 2016.

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PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 1. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.

REFERÊNCIAS