TRABALHO E ENERGIA

Prof. Rafael Reis Amorim

O que é energia?

• A ciência ainda não tem uma resposta para essa pergunta. Não sabemos de fato o que é energia, ou quando e como ela surgiu.

Mas sabemos que a energia existe, a energia está presente na natureza em diferentes formas.

Tipos de Energia

• Energia luminosa
• Energia mecânica
• Energia cinética
• Energia Potencial
• Energia escura
• Energia geotérmica

​

• Energia elétrica
• Energia eólica
• Energia solar
• Energia térmica
• Energia química
• Energia nuclear
• Energia sonora

Transformações de energia

• “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma!”

Lavoisier

Não podemos criar nem destruir a energia, o que podemos fazer é transformar um tipo de energia que já existe na natureza em outro tipo de energia que também já existe na natureza.

Exemplos

Usina Hidrelétrica

Exemplos

Usina Termoelétrica

Exemplos

Usina Eólica

Exemplos

Usina Fotovoltaica

Exemplos

• Um celular transforma a energia elétrica em quais tipos de energia?

​

• Um Ventilador transforma a energia elétrica em quais tipos de energia?

​

Energia Mecânica

• A energia mecânica divide-se em três tipos de energia:
• Energia Cinética
• Energia Potencial gravitacional
• Energia Potencial Elástica

1. Energia Cinética

• É a energia do movimento.
• Todo corpo, objeto ou máquina que está em movimento possui energia cinética.
• A energia cinética depende do referencial escolhido.

1. Energia Cinética

• Para calcular a intensidade da energia cinética usamos a equação:

• Onde:

m = massa (Kg – Quilogramas)

V = velocidade (m/s – metros por segundo)

E_C = energia cinética ( J – joules)

​

Exemplos

1. Um objeto cuja massa é de 3 kg se move com velocidade de 5 m/s. Calcule a energia cinética desse objeto.
2. Uma bala de canhão cuja massa mede 5 kg é lançada com velocidade de 72 km/h. Calcule a energia cinética dessa bala, em joules.
3. Qual deve ser a velocidade, em m/s, de um objeto que tem 4 kg de massa e energia cinética de 800 J?

Energia Potencial Gravitacional

• É a energia acumulada por um corpo que está, de alguma forma, vencendo a gravidade.

Energia Potencial Gravitacional

Onde:

E_PG=energia potencial gravitacional (J = Joules)

m = massa (Kg = quilogramas)

g = aceleração da gravidade (m/s² = metro por segundo ao quadrado)

h = altura (m = metros

​

Exemplos

01) Uma pedra de 4 kg que está segura a uma altura de 20 m, use g = 10 m/s² e calcule a energia potencial gravitacional acumulada por esta pedra.

02) Um astronauta cuja massa mede 90 kg usa seu traje espacial cuja massa mede 10 kg. Se ele está na base de lançamento do foguete a 15 m de altura, calcule a energia potencial gravitacional deste astronauta. Use g = 10 m/s².

Energia Potencial Elástica

• É a energia acumulada por um corpo ou objeto devido à sua própria deformação.

Energia Potencial Elástica

• Onde:

E_PE = energia potencial elástica (J = Joules)

​

K = constante elástica (N/m = newton por metro)

X = deformação (m=metros)

Exemplos

01) Uma mola cuja constante elástica mede 300 N/m é esticada de modo a se deformar em 20 cm. Calcule a energia potencial elástica acumulada por ela, em Joules.

02) Uma mola quando é comprimida acumula 400 J de energia potencial elástica. Se sua constante elástica mede 200 N/m calcule qual foi a deformação x dessa mola.

Energia mecânica

• A energia mecânica é dada por:

onde:

E_M = energia mecânica

E_C = energia cinética

E_M = energia potencial gravitacional

E_M = energia potencial elástica

​

​

Exemplos

1. Um carrinho de brinquedo de 1 kg de massa se move no alto de uma mesa de 0,8 m de altura com velocidade de 3 m/s. Use g = 10 m/s² e calcule:
1. A energia cinética do carrinho.
2. A energia potencial gravitacional do carrinho.
3. A energia potencial elástica do carrinho.
4. A energia mecânica do carrinho.

Exemplos

2) Um garoto resolve brincar com seu estilingue. Ele segura o estilingue a 0,8 m de altura e pega uma pedra de 20 g e usa o seu estilingue para atirar a pedra. Sabendo que ele puxa o elástico, o deformando em 20 cm e sabendo que a constante elástica é 200 N/m, use g = 10 m/s² e calcule:

1. A energia potencial gravitacional da pedra no momento do lançamento.
2. A energia potencial elástica acumulada pela pedra no momento do lançamento.
3. A energia mecânica da pedra no momento do lançamento.

Conservação da energia mecânica�

• Em sistemas onde o atrito e a resistência do ar ao movimento são desprezíveis a energia mecânica se conserva.

• Nesse caso poderemos ter a transformação de um tipo de energia mecânica em outro tipo de energia mecânica.

Exemplo

1. Uma pedra é segurada a uma altura de 20 m do solo. Use g = 10 m/s² e calcule a velocidade com que essa pedra irá atingir o solo após ser abandonada.
2. Um estilingue consegue atirar uma pedra de 100 g de massa a uma velocidade de 10 m/s quando o elástico for puxado 10 cm. Calcule a constante elástica do elástico utilizado.