CENTRO DE DESENVOLVIMENTO TECNICO - CEDTEC

TECNICO EM ELETROTECNICA

HEUDES VIEIRA CRUZ JUNIOR

Trabalho, Energia e Potncia

CARIACICA ES

2014

Trabalho e energia

Trabalho a medida da energia transferida por uma fora a um corpo,

enquanto energia a capacidade de realizar trabalho.

De tal maneira, definimos trabalho utilizando o conceito de energia e

quando definimos energia, utilizamos o conceito de trabalho.

A Energia est classificada em vrias formas, como por exemplo:

Energia potencial gravitacional, que existe quando o corpo est em uma

determinada altura;

Energia potencial qumica: a energia liberada quando acontece uma

reao qumica;

Energia potencial eltrica a energia; a energia liberada entre dois

pontos que contm diferencial eltrica;

Energia potencial nuclear: a energia liberada no processo de fisso ou

fuso nuclear;

Enercia cintica: energia que o corpo possui quando est em

movimento;

Energia elica: a energia provinda dos ventos;

Energia solar: a energia provinda do sol

A expresso matemtica que traduz a definio de trabalho:

Considere o entregador da

figura ao lado, que est parado

e segurando uma caixa:

Sabemos que esse entregador

aplica uma fora para cima para

equilibrar a fora peso. Embora

ele realize esforo muscular, a

fora que ele aplica a caixa no

realiza trabalho, pois no

transfere energia ao corpo na

direo aplicada.

Neste caso, temos fora

aplicada mas o trabalho zero.

Consideremos agora o prximo exemplo:

O menino est segurando o

aparelho de som de tal maneira

que o aparelho de som seja

mantido a uma altura constante

do cho.

A fora que ele aplica para cima

no realiza trabalho, pois

transfere energia ao corpo nesta

direo.

Esta fora somente realizaria

trabalho se o aparelho de som

estivesse subindo e descendo.

Ento,

J este entregador aplica uma

fora horizontal que transfere

energia ao corpo na direo de

aplicao produzindo

deslocamento.

Neste caso dizemos que a fora

F realiza trabalho pois ela

capaz de transferir energia ao

corpo.

Trabalho de fora constante:

Imagine que o menino esteja arrastando seu irmozinho atravs de

uma corda.

Ele aplica nesta corda uma fora F que forma um certo ngulo com

a direo horizontal. Para estudar este movimento, decompomos a

fora em Fx e Fy. Podemos escrever Fx e Fy em funo de F e de

tal forma:

{ = . = .

Conforme nos vimos, uma fora somente realiza trabalho quando

aplicada na direo que est produzindo movimento, logo, Fy no

influencia no movimento do corpo somente Fx por ter a mesma direo

do deslocamento.

Vamos considerar que o menino produza um deslocamento na caixa

que chamaremos de d.

Ento o trabalho definido matematicamente como o resultado da

fora aplicada multiplicado ela distancia percorrida:

= .

Como = . , podemos escrever ento que = . .

O trabalho uma grandeza escalar, o seja, definido apenas pelo seu

valor numrico e unidade de medida.

No SI, Fora medido em Newton e distncia em metro e o produto

dos dois Newton/Metro = Joule

Alguns casos particulares

Para iniciarmos a anlise, representemos todas as foras atuantes que

foram omitidas.

Para baixo temos a fora Peso, para cima temos a fora Normal, para

direita a Fx e para a esquerda a fora de Atrito.

O primeiro caso particular quando a fora atua no mesmo sentido e

direo do deslocamento, em todos os casos consideraremos que o

deslocamento da esquerda para a direita.

Considerando somente a fora Fx que atua na direo e sentido do

deslocamento, ns observamos que o ngulo entre a fora e o

deslocamento considerado 0, logo, a expresso do trabalho pode

ser resumida a = . por = 0 0 = 1.

O segundo caso particular quando a fora atua perpendicularmente

a direo do movimento, neste caso, a fora normal e peso atuam

perpendicularmente direo do movimento logo, = 90 90 =

0, ento no realiza trabalho pois = 0.

O terceiro caso d-se quando a fora atua na mesma direo porem

com sentido oposto ao deslocamento, o caso da Fora de Atrito. O

ngulo formado entre a fora de atrito e o deslocamento 180 ento

= 180 180 = 1, ento conclumos que o trabalho = .

e dizemos que a fora est realizando um trabalho negativo pois est

se opondo a direo do movimento.

Deduzamos agora o teorema da energia cintica, suponha uma caixa

numa superfcie horizontal se deslocando com a velocidade 0, num

dado instante passa a atuar uma fora constante que atuar num certo

intervalo de tempo, fazendo a caixa se deslocar de uma distncia d, e

adquirindo velocidade .

O j conhecemos, e o de Energia cintica final e Energia cintica inicial e damos o nome

de Teorema trabalho energia, ou Teorema de variao cintica a equao acima.

Energia cintica:

Definimos energia cintica como a energia que um corpo possui devido

a seu movimento, determinada por = .2

2.

Grfico Fora x Deslocamento:

Potncia: Geralmente no estamos interessados no trabalho realizado por uma fora mas sim a velocidade que este trabalho realizado. Definimos potncia como a medida da rapidez com que se transfere energia, ou se realiza trabalho.

Potencia mdia e instantnea:

Bibliografica:

http://pt.wikipedia.org/wiki/fora http://pt.wikipedia.org/wiki/potencia http://pt.wikipedia.org/wiki/trabalho http://pt.wikipedia.org/wiki/energia www.brasiescola.com