Trabalho, Energia e Potência Flashcards
Uma força F atua em um corpo, deslocando-o ∆S. Escreva a equação do trabalho W realizado por essa força.
W = F.d,
sendo F.d o produto escalar entre os vetores F e d. Portanto:
W = F.d.cosθ,
em que θ é o ângulo entre os vetores F e d.
Trabalho e momento de uma força são grandezas que possuem similaridades em suas equações. Escreva, entretanto, as suas diferenças conceituais.
Quando uma força realiza trabalho em um corpo significa que ela foi responsável por fazê-lo se deslocar, transladar.
Já o momento de uma força (torque) é a medida da capacidade desta força em causar rotação no corpo.
Trabalho e momento de uma força são grandezas que possuem similaridades em suas equações. Escreva, entretanto, essas equações, evidenciando suas diferenças.
W = F.d = F.d.cosθ
τ = F x d = F.d.senθ
Note que quando θ = 0°, o trabalho é máximo (a melhor maneira de empurra um objeto é aplicando uma força paralela ao deslocamento), e o torque é nulo (a melhor maneira de girar uma chave inglesa, por exemplo, é aplicando uma força perpendicular à chave).
Obs1: trabalho é uma grandeza escalar, enquanto torque é vetorial.
Obs2: é comum utilizar a letra τ (tau) para trabalho também, além de W.
Qual é a unidade da grandeza trabalho, no SI?
J (Joule).
Como é nomeada a energia total de um corpo em um determinado local (estado)?
Energia mecânica (Em).
Quais são as energias que compõe a energia total de um corpo?
A energia total de um corpo é a soma da energia cinética Ec com a energia potencial Ep.
Em = Ec + Ep
Escreva a equação da cinética de um corpo de massa m e com velocidade v.
Ec = m.v2/2
Escreva a relação entre o trabalho realizado pela força resultante atuante em um corpo e a variação de energia cinética experimentada por ele devido à essa força.
O trabalho da força resultante leva a uma variação de energia cinética do corpo:
W = ∆Ec
Teorema Trabalho - Energia.
A força resultante f atuante em um corpo de massa m faz com que ele acelere, partindo do repouso, ao longo de distância d. Escreva a expressão da velocidade final deste corpo.
W = ∆Ec
F.d = m.v2/2 - m.v02/2
Como v0 = 0,
f.d. = m.v2/2,
v2 = 2.f.d/m
Fazendo f = m.a,
v2 = 2.a.d
Sendo v0 ≠ 0, teríamos a eq de Torricelli completa.
Qual é a unidade de medida de energia, no SI?
J (Joule).
Quais são as possíveis energias potenciais de um sistema?
Energia potencial gravitacional, Energia potencial elétrica e Energia potencial elástica.
Escreva as equações das energias potenciais.
Energia potencial elétrica = q.V (produto da carga com o potencial experimentado pela carga)
Energia potencial elástica = k.x2/2 (k = constante elástica; x = deformação da mola)
Energia potencial gravitacional = m.g.h (dentro do planeta, considerando g constante)
ou:
Energia potencial gravitacional = - GMm/d (G = constante universal; M = massa do corpo celeste; m = massa do corpo estudado; d = distância entre M e m).
Um bloco acoplado à uma mola é pressionado contra a parede, conforme mostra a figura. Escreva a relação entre a deformação x da mola e a velocidade com que o bloco é ejetado.
Toda energia acumulada na mola (energia potencial elástica) se transforma em energia cinética:
k.x2/2 = m.v2/2
k.x2 = m.v2.
O que são sistemas conservativos?
São sistema cujos corpos não sofrem atuação de forças dissipativas. Ou seja, a energia mecânica é conservada.
Qual a relação entre o trabalho da força peso da bolinha na situação 1 (queda livre) e na situação 2 (plano inclinado sem atrito)?
O trabalho independe da trajetória. O que importa são apenas os pontos final e o inicial.
Os trabalhos são iguais:
W = F.d = P.h = m.g.h
