Energia e Trabalho

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Livro 1 - Capítulo 6 - www.aveiros.com.brO aumento da utilização das energias renováveis contribui para a diminuição das emissões de gases com efeito de estufa e da poluição atmosférica, aquática e dos solos.

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Energia Renováveis

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Energia Não-Renováveis

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Energia RenováveisEnergia não Renováveis

Como sabem, os problemas ambientais provocados pelo uso dos combustíveis fósseis e a sua constante subida de preço têm aumentado a procura de energias renováveis. As energias renováveis incluem todas as formas de energia que não se esgotam e são um bom exemplo, com vimos antes.

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Energia MecânicaEnergia: é a capacidade de executar um trabalho.

Energia mecânica: é aquela que acontece devido ao movimento dos corpos ou armazenada nos sistemas físicos. É a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética. Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento. A energia mecânica "Em" que um corpo possui é a soma da sua energia cinética “Ec" mais energia potencial (Ep).

Concluindo, num sistema em equilíbrio, a energia mecânica total é igual a zero.

Dentre as diversas energias conhecidas, as que veremos no estudo de dinâmica são:

• Energia Cinética;• Energia Potencial Gravitacional;• Energia Potencial Elástica;

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ENERGIA CINÉTICA: A expressão abaixo é definida como energia cinética, e expressa a capacidade de um corpo em movimento para realizar trabalho.

Epg = m.g.h

ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL: Para determinar o valor da energia potencial gravitacional, basta sabermos o valor do trabalho realizado pela força peso, ou seja, a energia potencial gravitacional é numericamente igual ao trabalho da força peso.

ENERGIA MECÃNICA: A soma da energia cinética com a energia potencial é definida como energia mecânica, que é dada pela expressão:

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2. 2vmEcinética

hgmEpot ..gravit. .

2 x.k

2

elást. . potE

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Exemplo 01. Aplica-se uma força horizontal de 10 N sobre um corpo que desloca-se numa trajetória retilínea de acordo com a equação S = 10 + 3t + t² , no SI. Calcule o trabalho realizado pela força em 5 s. (Dica: calcule a distância S e depois o trabalho / τ = F . d )a) 125 J b) 200 J c) 250 J d) 300 J e) 500 J

Exemplo 02. (UFR-RJ) Um carrinho de massa igual a 100 kg, é abandonado do repouso de um ponto A, cuja altura equivale a 7,2 m. Qual a energia potencial gravitacional do carrinho no ponto B, sendo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 ? (Use: Epg = m.g.h )a) 1200 J b) 2300 J c) 8700 J d) 6400 J e) 7200 J

Exemplo 03. Uma mala é puxada sobre um plano horizontal por uma força de 50 N. Essa força forma ângulo de 37o com o deslocamento do corpo, que é de 4 m. Calcule o trabalho da força. Dado: cos 37o = 0,8. (Use: τ = F . d . cosα )a) 60 J b) 120 J c) 150 J d) 160 J e) 200 J

Exemplo 04. Um esquiador de massa igual a 30 kg desliza de uma encosta, partindo do repouso, de uma altura de 3,2 m. Desprezando as perdas de energia e admitindo g = 10 m/s2, a sua velocidade ao chegar ao final da encosta é de aproximadamente: (Use: sabendo-se que Em = Ec + Epg e Emi = Emf )a) 9 m/s b) 2 m/s c) 5 m/s d) 6 m/s e) 8 m/s

Livro 1 - Capítulo 6 - www.aveiros.com.brLista de Exercícios

07. Um objeto de massa 5 kg é deixado cair de uma determinada altura. Ele chega ao solo com energia cinética igual 2000 J. Determine a altura que o objeto foi abandonado. Despreze o atrito com o ar e considere g = 10 m/s²08. Uma pedra com massa m=0,10kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética EC=20J. Qual a altura máxima atingida pela pedra?09. Um esquiador de massa m=70kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g=10m/s2. Determine a energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0m abaixo do ponto P.10. Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0. O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco.

O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0 m, em joules, vale:a) 120 b) 80 c) 40 d) 160 e) –80

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11. Um corpo de massa 3,0kg está posicionado 2,0m acima do solo horizontal e tem energia potencial gravitacional de 90J. A aceleração de gravidade no local tem módulo igual a 10m/s2. Quando esse corpo estiver posicionado no solo, sua energia potencial gravitacional valerá:a) zero b) 20J c) 30J d) 60J e) 90J 12. Um atleta de massa 80kg com 2,0m de altura, consegue ultrapassar um obstáculo horizontal a 6,0m do chão com salto de vara. Adote g = 10m/s2. A de energia potencial gravitacional do atleta, neste salto, é um valor próximo de:a) 2,4kJ b) 3,2kJ c) 4,0kJ d) 4,8kJ e) 5,0kJ 13. (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0cm. A energia elástica armazenada na mola é de:a) 0,10J b) 0,20J c) 0,50J d) 1,0J e) 2,0J