Nesta quarta-feira, 8 de Junho, teremos a Aula 11 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.
Está aula é uma das atividades para a Nota 2. Cada estudante da turma da disciplina de laboratório de didática do curso de licenciatura em Física irá fazer um resumo dos dois vídeos, escrevendo as equações e os exercícios. Depois fazer um projeto para construir um kit sobre a energia e o trabalho mecânico.
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).
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.
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
Velociadade instântanea
Segue o 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 EM é 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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No sistema com forças conservativas, o trabalho mecânico é igual ao negativo variação da energia potencial.
Teorema do trabalho energia para forças conservativas
Blog rafaelrag
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