Energia - Conservação de Energia Potencial, Elástica e Cinética
Conservação de energia
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Conservação de Energia
Seminário de FísicaEngenharia de Computação
Neoli Gonçalves da Silva
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O que é Energia
Não há uma definição precisa de Energia, mas está relacionada a trabalho ou ação. Embora insuficiente, uma definição que poderia se aproximar seria a capacidade de realizar alguma forma de trabalho ou ação.
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Perda e Criação de Energia
A Energia não se cria nem se destrói, apenas se transforma.Seguindo mais ou menos o mesmo modelo da conservação de massas, em 1842, Julius Robert Mayer apresentou o modelo da conservação de energia, dizendo que quando uma energia é perdida em uma reação, ela é transformada em uma energia de outro tipo. Assim como na conservação de massa, em um sistema completamente fechado a energia permanece a mesma, só que no caso da energia, o sistema também precisa ser isolado termicamente para evitar a perda em forma de calor.
Na mecânica, dizemos que um corpo possui energia quando é capaz de realizar trabalho.
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Três tipos de Energia na Mecânica
- Cinética: é a energia que possui um corpo em movimento, como um carro que se move.
- Potencial Gravitacional: energia armazenada com relação ao solo, devido à altura em que o corpo se encontra.
- Potencial Elástica: como a encontrada em um corpo preso por uma mola.
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Ilustrando!
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Vamos supor uma caixa em uma superfície horizontal inicialmente a uma velocidade v0. Num determinado
instante passa a atuar sobre essa caixa uma força F. Essa força F atua por uma distância d. Após essa distância, a
caixa terá uma nova velocidade v.
Aplicando uma força F sobre um corpo
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Pela segunda Lei de Newton, sabemos que:Fres = m . a
Pela Equação de Torricelli temos quea = v2-v0
2
2d
Segunda Lei de Newton
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Pela Equação de Torricelli
Então
F = m . v2 - v02
2d
Organizando:
Trabalho
Energia Cinética Final
Energia Cinética Inicial
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Teorema Trabalho-Energia
Teorema trabalho-energia:
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Sintetizando
Em Joule, no SI.
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Energia Potencial Gravitacional
Dizemos que um corpo possui Energia Potencial Gravitacional sempre que ele está em uma determinada altura. É uma energia armazenada.
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Energia Potencial Gravitacional
Observe o objeto erguido e preso a um guindaste. Ele possui Energia Potencial Gravitacional com relação ao solo, mas não com relação à base sobre a qual está apoiado. Depende, assim, do referencial.
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Energia Potencial Gravitacional
EPG= m.g.hOnde
EPG:m: Energia Potencial Gravitacional (Joules)
m: Massa (Kg)
g: Gravidade (m/s2)
h: Altura (m).
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Energia Potencial Elástica
Existe sempre que um corpo está preso a alguma forma de mola e essa mola está estendida ou comprimida.
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Energia Potencial Elástica
Epel = kX2 / 2
Epel: Energia Potencial Elástica (Joules)
K: Caracteriza o quanto a mola é duara, é a constante elástica (Newton/metro)
X: Deformação da mola (metros no SI)
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Energia Mecânica
Energia Cinética + Energia Potencial (que pode ser Elástica e/ou Gravitacional, depende do sistema)
EMecânica = ECinética + EPotencial
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Conservação da Energia Mecânica
Estabelece que, se num sistema atuam apenas forças conservativas*, então a Energia Mecânica deve se conservar.*Forças Conservativas: São forças que o trabalho realizado pra levar um corpo de um ponto até outro não depende do caminho traçado.
Ou: uma Força é Conservativa sempre que ela não retira energia do sistema. Ex.: Forças Peso e Elástica.
Ex. de Força Não Conservativa (Dissipativa): Força de Atrito.
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Conservação da Energia Mecânica
EMecânica = ECinética + EPotencial = constante
EM = EC + EP = constante
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Princípio Geral da Conservação da Energia
A energia não pode ser criada e nem destruída, pode apenas ser
transformada de uma forma em outra.
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Conservação da Massa-Energia
E = m. c2
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Bibliografia
http://tudoenergia.home.sapo.pt/Energia.htm
http://www.infoescola.com/fisica/lei-da-conservacao-de-energia/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_da_conservação_da_energia
Professor Paulo Vicente