CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

Objetivo: (1) Compreender as Energias Potenciais (gravitacional e elástica) e a Energia Cinética. (2) Compreender e aplicar o princípio da Conservação da Energia. Energia Mecânica é a soma das energias potenciais com a energia cinética. A Energia Mecânica se conserva sempre que se identifica a ação de forças conservativas (força peso e força elástica) e ausência de forças dissipativas, como as forças de atrito, por exemplo.

Energia Potencial Gravitacional � associada à altura. Energia Potencial Elástica � associada a molas e elásticos.

Energia Cinética � associada a movimento. Unidade de medida das energias ���� joule [J]

Ec EPel EPg EM

Não se acumula. Associada ao movimento.

Acumulável. Associada a elásticos e molas.

Acumulável. Associada a alturas.

Soma das energias. Deve-se analisar a situação-problema para identificar as energias associadas e que devem ser matematizadas.

SISTEMAS DISSIPATIVOS E SISTEMAS CONSERVATIVOS Objetivo: Discussão acerca do princípio da Conservação da Energia Mecânica em sistemas conservativos e dissipativos por meio de um texto que exemplifica as duas situações.

A Lei da Conservação da Energia afirma que na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Sendo assim, imagine um carro que se move a 90 km/h (muita energia cinética), mas que precisa frear bruscamente para evitar uma colisão. Para onde foi toda aquela energia cinética? O que significam o som da freada e as marcas do pneu no asfalto?

Este é um caso típico de sistema dissipativo – aquele no qual há “perda” de energia, ou seja, só atuam forças dissipativas como as forças de atrito por exemplo. Neste caso, não há conservação de energia.

Já no sistema conservativo , só atuam forças conservativas (força peso e força elástica) as quais mantêm constante a energia, ou seja, haverá a conservação da energia.

TRABALHO (T) Objetivos: (1) Compreender o significado de Trabalho na Física. (2) Compreender o teorema Trabalho-Energia Cinética. (3) Cálculo do trabalho da Força Peso e da Força Resultante – força vezes deslocamento.

Explicação sobre a relação entre Trabalho e Energia

ENERGIA: é algo com que convivemos constantemente. Para nos mantermos vivos, precisamos nos alimentar e, para isso, extrair a energia dos alimentos. Historicamente, o homem se encontra em uma busca constante por formas de energia. A queda das águas para gerar energia elétrica, a queima de combustíveis para a geração de movimento e mais um enorme número de exemplos. TRABALHO : para se colocar algum objeto em movimento, é necessária a aplicação de uma força e, simultaneamente, uma transformação ou transferência de energia . Quando há a aplicação de uma força e um deslocamento do ponto de aplicação dessa força, pode-se dizer que houve uma realização de trabalho.

T = trabalho realizado [J] F= força [N]

d = distância percorrida (deslocamento do corpo) [m] cosθ = cosseno do ângulo formado pela força e o deslocamento

Um homem levantando seu corpo utilizando uma barra é um bom exemplo de trabalho. A energia que gastamos ao levantar nosso corpo em uma barra corresponde ao trabalho realizado pela força que nos ergue por certa distância.

(Ilustração: Tainan Rocha)

TRABALHO DA FORÇA PESO Observe também, que durante a queda, a energia potencial do corpo diminui, pois se tomarmos como nível de referência o solo, a altura do corpo em relação ao mesmo, está diminuindo. Nesse caso, o trabalho realizado pela força peso pode ser determinado pelo decréscimo da energia potencial, isto é:

T = m . g . h Trabalho positivo � descida � T = m . g . h // Trabalho negativo � subida � T = - m . g . h

TEOREMA TRABALHO-ENERGIA CINÉTICA Objetivo: Aplicar o teorema Trabalho-Energia Cinética Considere novamente um corpo em queda. Durante esse movimento, observamos que, ao longo do trabalho realizado pela força peso, ocorre um aumento da energia cinética, pois há um aumento de velocidade. O trabalho da força peso realizado durante esse movimento pode ser determinado pela variação da energia cinética, ou seja:

TRABALHO É NUMERICAMENTE IGUAL A ÁREA Objetivo: Interpretar gráficos sobre o Trabalho e resolver exercícios utilizando análise gráfica.

TRABALHO DE UMA FORÇA VARIÁVEL Genericamente, a área limitada entre o gráfico (força tangencial multiplicada pelo deslocamento) e o eixo horizontal é igual ao valor do trabalho da força. O sinal do trabalho é positivo quando força e deslocamento tem o mesmo sentido, e negativo em caso contrário. � O trabalho é numericamente igual à área abaixo da curva.

CÁLCULO DE ÁREAS – FORMAS GEOMÉTRICAS

CEM ARY RIBEIRO VALADÃO FILHO Professora Sabrinna

3º bimestre 2012