Conservação de Energia

Seminário de FísicaEngenharia de Computação

Neoli Gonçalves da Silva

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.

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.

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.

Ilustrando!

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

Pela segunda Lei de Newton, sabemos que:Fres = m . a

Pela Equação de Torricelli temos quea = v2-v0

2

2d

Segunda Lei de Newton

Pela Equação de Torricelli

Então

F = m . v2 - v02

2d

Organizando:

Trabalho

Energia Cinética Final

Energia Cinética Inicial

Teorema Trabalho-Energia

Teorema trabalho-energia:

Sintetizando

Em Joule, no SI.

Energia Potencial Gravitacional

Dizemos que um corpo possui Energia Potencial Gravitacional sempre que ele está em uma determinada altura. É uma energia armazenada.

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.

Energia Potencial Gravitacional

EPG= m.g.hOnde

EPG:m: Energia Potencial Gravitacional (Joules)

m: Massa (Kg)

g: Gravidade (m/s2)

h: Altura (m).

Energia Potencial Elástica

Existe sempre que um corpo está preso a alguma forma de mola e essa mola está estendida ou comprimida.

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)

Energia Mecânica

Energia Cinética + Energia Potencial (que pode ser Elástica e/ou Gravitacional, depende do sistema)

EMecânica = ECinética + EPotencial

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.

Conservação da Energia Mecânica

EMecânica = ECinética + EPotencial = constante

EM = EC + EP = constante

Princípio Geral da Conservação da Energia

A energia não pode ser criada e nem destruída, pode apenas ser

transformada de uma forma em outra.

Conservação da Massa-Energia

E = m. c2

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