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quinta-feira, 29 de julho de 2021

Aula 12- Instrumentação I. Princípio de Conservação da Energia Mecânica. UFCG-2020.2. Professor Rafael, nesta quinta, 29 de julho. Veja o vídeo


 Nesta quinta-feira, 29 de Julho, teremos a Aula 12 da disciplina de Instrumentação I, no nível do ensino médio, sobre trabalho mecânico (W) e energia mecânica. O conteúdo equivale ao da disciplina de  Introdução à Física, criada pelo professor Rafael Rodrigues, no regime acadêmico extraordinário-RAE-UFCG, período 2020.3.

Diferente do conceito no cotidiano, o trabalho em Física é devido a uma força aplicada. Considere uma força constante atuando sobre um corpo de massa M, deslocando de uma distância d, formando um ângulo 𝝰(letra grega alpha),  neste caso o trabalho mecânico (W) torna-se: 

W=Fd cos(𝝰).



Quando a força variar com a distância, o trabalho será igual a área abaixo da curva F versus d, ou seja,

 w=Área.

Unidade no SI: J(Joule).

Será visto também os princípios de conservação da energia e do momento linear.
A  energia potencial gravitacional E_pg é equivalente ao sistema realizar trabalho, ou seja, ela representa o trabalho realizado pela força peso(P=mg)  para deslocar um corpo sob ação da gravidade. 

E_pg=mgh.
Unidade no SI: J(Joule).

A equação da energia potencial depende do sistema em estudo. No caso, da energia cinética a equação tem a mesma forma para um corpo de massa m, em movimento,  multiplicada pelo quadrado da sua velocidade e dividido por 2.
Unidade no SI: J(Joule).

Atenção! Se a massa for medida em grama e a distância em centímetro, a força será medida em dina e o trabalho em erg. Essas unidades de medidas estão relacionadas por 
1J=107erg e 1N=105dina, ou seja,
1erg= 10-7J   e     1dina = 10-5N

 Teorema Trabalho-Energia

No sistema com forças conservativas, o trabalho mecânico é igual a variação da energia potencial.



Energia Mecânica

A energia mecânica total é a soma de duas parcelas: energia cinética (Ec) e energia potencial (Epg). Desprezando o atrito, a energia mecânica Eé conservativa, ou seja, a energia potencial se transforma em energia cinética e vice-versa, sem mudar o valor da soma de ambas parcelas. Escolhendo dois pontos A e B, podemos escrever a lei de conservação:

 EM(A) =  EM(B),

com

EM = Ec + Epg

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A  energia potencial gravitacional E_p é equivalente ao sistema realizar trabalho, ou seja, ela representa o trabalho realizado pela força peso(P=mg)  para deslocar um corpo sob ação da gravidade. 

E_p=mgh

A equação da energia potencial depende do sistema em estudo. No caso, da energia cinética a equação tem a mesma forma para um corpo de massa m, em movimento,  multiplicada pelo quadrado da sua velocidade e dividido por 2.

 

No sistema com forças conservativas, o trabalho mecânico é igual a variação da energia potencial.




Teorema do trabalho energia para forças conservativas

  

Integral de uma  função de uma variável real.






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