Autor: Rosbergue Lúcio

FORÇA GRAVITACIONAL O

QUE NOS MANTÉM “COLADOS” NA TERRA.

FORÇA GRAVITACIONAL

Isaac disse que tudo, da

mais ínfima partícula à

maior estrela, tem sua

gravidade própria;

Isso é calculado da seguinte

forma:

O centro de gravidade é um

ponto muito especial.

Qualquer objeto se

comporta como se todo o

peso do corpo estivesse

concentrado nele.

FORÇA GRAVITACIONAL

TRABALHO, POTÊNCIA

E ENERGIA.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

A questão é:

Que transformações de energia

ocorrem à medida que o

carrinho desce?

Qual a diferença entre os

conceitos físicos de trabalho e

potência?

James Presccott Joule (1818 – 1889)

A unidade de trabalho

é o joule (J). Uma

homenagem ao físico

inglês James

Presccott Joule.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Quem realiza mais trabalho? O homem que está segurando o peso ou

jovem que está empurrando a bicicleta?

Resposta: O jovem empurrando a bicicleta.

Por que?

O trabalho que o homem aplica para manter o peso levantado é nulo, pois esta

força não provoca o deslocamento do álter, enquanto que o esforço exercido

pelo ciclista desloca a bicicleta, fazendo com que o jovem ciclista realize trabalho.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Supondo que no sistema acima haja

movimento:

O trabalho realizado pelo bloco A (que

desce) desloca o bloco B (que sobe) pelo

plano inclinado.

Exemplo de trabalho

exercido pela força-peso

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Exercícios:

Ex1. Qual o trabalho realizado por uma pessoa que faz uma força de 80 N

para arrastar um móvel a 2 m de distancia na direção e no sentido da

força?

Ex2. Qual o trabalho que halterofilista deve fazer para elevar verticalmente,

em um 1 m, com velocidade constante, uma massa de 100 kg? Leve em conta

que, nesse caso, a força que o atleta faz é igual ao peso da massa levantada.

(considere g = 9,8 m/s².

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

O conceito de potência de um

sistema físico está relacionado

com a rapidez que um trabalho

é realizado por este sistema.

Fórmulas relacionas a Potência

James Watt (1736 – 1819)

A unidade usada para determinar

a potência é o watt (W),

homenagem a James Watt,

engenheiro e inventor escocês.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Um motor a vapor de Watt, o motor a favor, alimentado

principalmente com carvão, impulsionou a Revolução

Industrial no Reino Unido e no mundo.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Outras unidades de medidas de potência são:

• Cavalo Vapor (CV) – 1 CV = 735,5 W

• Horse Power (HP) – 1 HP = 745,7 W

OBS.: kWh não é unidade

de potência e sim uma

unidade de trabalho

exercido por uma força. O Porsche 918 Spyder híbrido produz mais de 500

cavalos. O Spyder acelera até 96km/h em 3,2

segundos, com velocidade máxima de 318km/h.

Exercícios:

Ex1. Calcule o trabalho realizado quando se levanta uma maleta de 5 kg a 1 m

do solo (considere g = 9,8 m/s²). Qual a potência desenvolvida se esse trabalho

for realizado em 0,5 s.? Qual o trabalho realizado enquanto a pessoa está em

pé, parada, segurando só a maleta?

Ex2. A potência de determinada televisão é de 170 W. Sabendo que ela fica

ligada em média. 4 horas por dia, qual o consumo mensal de energia elétrica em

J? E em kWh? Calcule também quanto se paga de energia elétrica com essa

televisão sabendo que o preço do kWh é de 25 centavos.

.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

A energia existe sob diversas formas:

• Energia cinética;

• Energia potencial;

• Calor;

• Entre outras;

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Energia é a capacidade de um sistema físico para realizar o trabalho.

Energia Mecânica;

Estudaremos de início

as duas primeiras

formas

De Energia Mecânica:

• Energia Cinética;

• Energia Potencial;

A energia é medida

Em joule (J)

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Um objeto pode armazenar energia

como resultado da sua posição.

Por exemplo, a bola pesada de

uma máquina de demolição é

armazena energia quando é

colocada em uma posição elevada.

Essa energia armazenada de

posição é conhecida como energia

potencial.

Podendo ser de duas formas:

• Energia Potencial Gravitacional;

• Energia Potencial Elástica;

Energia Potencial

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

A energia gravitacional

potencial é a energia

armazenada em um objeto

como resultado de sua

posição vertical ou altura.

Energia Potencial Gravitacional

É dada por:

Epg = mgh

Onde m é a massa do objeto,

g a aceleração da gravidade

e h a altura que o objeto se

encontra.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

A energia potencial elástica é

a energia armazenada no

material elástico como o

resultado de seu alongamento

ou compressão.

Energia Potencial Elástica

É dada por:

Onde k é constante elástica

(depende do material) e x é a

compressão ou alongamento

do elástico ou mola.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

A energia cinética de um

objeto é a energia que ele

possui devido ao seu

movimento.

É também definida como o

trabalho necessário para

acelerar um corpo de

determinada massa do

repouso até sua velocidade

atual.

Energia Cinética

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

É dada por:

Onde m é a massa do objeto

e v é a velocidade na qual o

objeto se desloca;

Energia Cinética

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA

Conservação de Energia

A ausência de forças

dissipativas, a energia

mecânica total do sistema se

conserva, ocorrendo

transformação de energia

potencial em cinética e vice-

versa.

Exercícios:

Ex1. Um corpo de massa 4 kg encontra-se a uma altura de 16 m do solo.

Admitindo o solo como nível de referência e supondo g = 10 m/s2, calcular sua

energia potencial gravitacional.

Ex2. (UFAL) Certa mola de constante elástica K = 100 N/m apresenta-se

deformada de 10 cm. A energia armazenada na mola é, em joules de:

a) 0,5 b)10 c) 50 d) 1 000 e)5 000

Ex3. Determine a energia cinética de um móvel de massa 50 kg e velocidade 20

m/s.

Ex4. A energia cinética de um corpo é de 1800 J e sua massa é de 2 kg.

Determine a sua velocidade.

TRABALHO, POTÊNCIA E ENERGIA