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    www.aulasdefisicaapoio.com - Física -  Trabalho e Energia Mecânica www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Trabalho e Energia Mecânica Presentation Transcript

    • Nesta aula aprenderemos:Os principais tipos de energias mecânicas;Teorema do Trabalho energia;Lei da conservação da energia;Resolver problemas envolvendo as energiasmecânicas.Interpretar diagramas de energia mecânica
    • Energia mecânicaSempre que tivermos um objeto emmovimento ou com a possibilidade de vir arealizar um movimento teremos associada umacerta quantidade de energia mecânica. Existemdois tipos de energias que vamos abordar nestaaula, ambas mecânicas.
    • Energia mecânicaTipos de energia mecânica:Energia potencial: energia armazenada quedepende da posição do corpo.Energia cinética: energia que depende davelocidade do corpo, ou seja, do seumovimento.
    • Energia potencialVamos conhecer dois tipos de energiapotencial:Energia potencial gravitacional;Energia potencial elástica.
    • Energia potencial elásticaEnergia presente nas molas e nos elásticos.
    • Energia potencialgravitacionalA energia potencial gravitacional estáassociada com um objeto a uma dadadistância acima da superfície terrestre
    • Energia cinéticaEnergia que depende do módulo davelocidade.
    • EnergiamecânicaEnergiapotencialEnergiacinéticaGravitacionalElástica
    • Teorema trabalhoenergiaE∆=τ A variação de energia é igual ao trabalhorealizado no movimento.iF EE −=τ
    • dF.=τdP.=τ).(. hHgm −=τF = P e d = (H-h)PiPf EE −=τDefinição de trabalho
    • Uma pedra se encontra a uma altura 5 m dochão, depois é levantada por um guindaste para umaaltura a 10 m do chão. Calcule a energia potencial dapedra nas duas posições e o trabalho realizado pelaforça Peso. Dados massa da pedra 100 Kg e g=10m/s2.h=5 mH=10 m
    • Uma pedra se encontra a uma altura 5 m dochão, depois é levantada por um guindaste para umaaltura a 10 m do chão. Calcule a energia potencial dapedra nas duas posições e o trabalho realizado pelaforça Peso. Dados massa da pedra 100 Kg e g=10m/s2.h=5 mH=10 m
    • hgmEPi ..=JEPi 50005.10.100 ==JEPf 1000010.10.100 ==HgmEPf ..=J5000500010000 =−=τEnergia potencial inicialEnergia potencial finalTrabalho da ForçaPeso
    • EnergiamecânicaEnergiapotencialEnergiacinéticaGravitacionalElásticaEp=m.g.h
    • Trabalho e energia cinética
    • Trabalho e energia cinéticadF.=τdaVV O ..222+=Equação de TorricelliaVVd O.222−=Definição de trabalho
    • ).2.(.22aVVam o−=τTrabalho e energia cinética2.2.22oVmVm−=τCiCf EE −=τ Energia Cinética
    • Um carro possui massa de 1000 kg eparte do repouso com aceleração constantea = 10m/s2durante 10 s. Calcule:a. A energia cinética inicial do carro.b. A energia cinética final do carro.c. O trabalho realizado pela força queacelera o carro.
    • Um carro possui massa de 1000 kg eparte do repouso com aceleração constantea = 10m/s2durante 10 s. Calcule:a. A energia cinética inicial do carro.b. A energia cinética final do carro.c. O trabalho realizado pela força queacelera o carro.
    • 2.2oCiVmE =20.mECi =JECi 0= Energia cinética Inicial2. 2VmECi =Cálculo da velocidade finalV = Vo+a.t = 0+10.10 = 100 m/sJECf6210.52)100.(1000==Energia cinética Finala.b.
    • CiCf EE −=τTrabalho realizado nomovimentoJ6610.5010.5 =−=τc.
    • EnergiamecânicaEnergiapotencialEnergiacinéticaGravitacionalElásticaEp=m.g.hEC= ½ mV2
    • Trabalho e energia potencialelástica
    • Trabalho e energia potencialelástica
    • Trabalho e energia potencialelásticadF.=τ Definição de trabalhodKFel .= Força elástica20.2. 2KxK−=τ d = x-0PiPf EE −=τ Energia potencialelástica
    • ExercíciosQuando um objeto é penduradoverticalmente numa mola de constanteelástica 20 N/m, a mola desloca-se 60 cm, efica em equilíbrio. Dado g= 10 m/s2, calcule:a) a força elástica da mola;b) a massa do objeto;c) e a energia potencial elástica.
    • ExercíciosQuando um objeto é penduradoverticalmente numa mola de constanteelástica 20 N/m, a mola desloca-se 60 cm, efica em equilíbrio. Dado g= 10 m/s2, calcule:a) a força elástica da mola;b) a massa do objeto;c) e a energia potencial elástica.
    • ExercíciosdKFel .= d = 60 cm = 0,6 mNFel 126,0.20 == Força elásticaEquilíbrio Fel = P= 12NPFel10.12 m=gmP .=kgm 2,1= Massa do objeto
    • Exercícios2)6,0.(202. 22==xKE elPJEPel 6,3= Energia potencial elástica
    • EnergiamecânicaEnergiapotencialEnergiacinéticaGravitacionalElásticaEp=m.g.hEC= ½ mV2EPel= ½ Kx2
    • A energia mecânica permanece constantena ausência de forças dissipativas, apenastransformando-se em suas formas cinética epotencialEM = EP + EC
    • Uma bola de massa 1 kg é abandonadodo alto de uma rampa com 5 m de altura,desprezando as forças dissipativas, dado g =10m/s2calcule:a) A energia mecânica do sistemab) A velocidade final da bola
    • Uma bola de massa 1 kg é abandonadodo alto de uma rampa com 5 m de altura,desprezando as forças dissipativas, dado g =10m/s2calcule:a) A energia mecânica do sistema.b) A velocidade final da bola.
    • EM = EP + EC2..2mvhgmEM +=Quando a altura é máxima o objeto está emrepouso (foi abandonado), energia cinética énula.hgmEM ..=JEM 505.10.1 ==
    • Quando a altura é mínima (nível zero doreferencial) o objeto está com velocidademáxima, a energia cinética é máxima..EM = EP + EC22mvEM =2.1502v= smv /10100 ==
    • h=5 mEMA=m.g.hEMB= ½ mv2
    • ExercíciosUma mola totalmente relaxada deconstante elástica k=100 N/m é comprimida de0,30 cm, por um objeto de massa 1 kg.Calcule a velocidade do objeto imediatamenteantes de entrar em contato com a mola.Despreze as forças dissipativas.
    • ExercíciosUma mola totalmente relaxada deconstante elástica k=100 N/m é comprimida de0,30 cm, por um objeto de massa 1 Kg.Calcule a velocidade do objeto imediatamenteantes de entrar em contato com a mola.Despreze as forças dissipativas.
    • ExercíciosEM = EP + EC22. 22mvxKEM +=
    • Quando a deformação da mola é máxima oobjeto está em repouso energia cinética énula (repouso).Exercícios22. 22mvxKEM +=2. 2xKEM =2)3,0.(100 2=MEJEM 5,4=
    • Quando a deformação da mola é nula oobjeto está com velocidade máxima, aenergia cinética é máximaExercícios2. 2vmEM =2.15,42v= smv /39 ==
    • EnergiamecânicaEnergiapotencialEnergiacinéticaGravitacionalElásticaEp=m.g.hEC= ½ mV2EPel= ½ Kx2constante EM = EP + EC
    • Diagrama de energia potencial elástica e energiacinética, no movimento de uma mola.
    • Diagramas de energiaEEMEPECxDiagrama de energia potencial eenergia cinética de um corpo em queda
    • BibliografiaRamalho, Nicolau e Toledo. Os fundamentos dafísica. Mecânica, ed. Moderna. 7aedição.Halliday, Resnick, Walker. Fundamentos de física.Mecânica, ed. LTC, 3aedição.