Aula 10- Física IB. Princípio de Conservação da Energia Mecânica. UFCG-2022.1. Professor Rafael, nesta terça, 1 de novembro. Veja o vídeo

 

 Nesta terça-feira, 1 de novembro, teremos a Aula 10 da disciplina de Física IB, 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.

Foi visto

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 nesta aula 10 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 E_M 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:

 E_{M(A) =}  E<sub>M(B),

com</sub>

E_{M =} E_{c +} E_pg

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Veja mais imagens

  

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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