Transcript Energia Cinética

Energia
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Energia Cinética
Relação entre Trabalho e Energia Cinética
Energia Potencial Gravitacional
Energia Potencial Elástica
Energia Mecânica
Sistema Conservativo
Aplicações
Moinho de Vento - http: www.ser.com.br
Internet
Simulador de queda livre e elasticidade.
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Energia Cinética
De uma forma simplificada
podemos dizer que energia
é o potencial para realizar
uma ação.
Energia Cinética é a energia relacionada ao movimento.
EC 
Vídeo de animação do portal www.ser.com.br
m v
2
2
EC = Energia Cinética (J)
m = massa (kg)
v = velocidade (m/s)
2
Relação entre trabalho e energia cinética
Um móvel, ao aumentar a sua velocidade, aumenta a sua energia cinética. Neste
caso dizemos que o trabalho de uma força é que fez variar esta energia:
vi
Trabalho de uma força,
como o motor do carro.
vf
O mesmo ocorre para o móvel que reduz a velocidade. Devido ao
trabalho de uma força, sua energia cinética diminuiu:
vi
Trabalho de uma força,
como o freio do carro.
vf
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Relação entre trabalho e energia cinética
Em resumo, o valor do trabalho pode ser obtido
através da variação da energia cinética:
T   E C  E Cf  E Ci
T 
m v
2
2
f

m v
2
2
i
ECi = energia cinética inicial (J)
ECf = energia cinética final (J)
ΔEC = variação da energia cinética (J)
T= trabalho (J)
vi = velocidade inicial (m/s)
vf = velocidade final (m/s)
m = massa (kg)
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Energia Potencial Gravitacional
Energia potencial é a forma
de energia que se encontra
“armazenada” em um
sistema e pode ser utilizada
a qualquer momento.
Energia potencial gravitacional é a forma de energia relacionada
com a gravidade. É a que faz um corpo adquirir velocidade quando
cai ou perder velocidade quando arremessado para cima.
No ponto A da montanha russa, o carrinho tem
uma energia potencial em relação ao chão pois
ao descer a pista ele irá ganhar velocidade,
atingindo o seu máximo no ponto B.
EP  m  g  h
EP = Energia Potencial
Gravitacional (J)
m = massa (kg)
h = altura (m)
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Energia Potencial Elástica
Energia potencial elástica é a forma de energia relacionada a
elasticidade dos corpos. Em geral tomamos como referência a
mola. Quanto maior a deformação feita na mola, maior será a força
para gerar esta deformação e consequentemente maior será a
energia potencial elástica “armazenada”.
Força
Força
Chamamos de “x” o valor da
deformação sofrida pela mola em
relação ao seu estado natural, ou seja,
sem deformar.
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Assim, é possível calcular o valor
da constante elástica “k” da mola
utilizando os valores do gráfico e a
fórmula abaixo:
Energia Potencial Elástica
A relação entre a força “F” e a deformação “x”
é diretamente proporcional e linear.
k 
F
x
Molas frágeis, que esticam ou comprimem
facilmente tem um valor de k pequeno, como as
das canetas com botão para aparecer a ponta.
Molas duras tem um valor de k grande, como as
da suspensão de um automóvel.
E el 
k x
2
2
Eel = Energia Potencial Elástica (J)
k = constante elástica da mola (N/m)
x = deformação da mola (m)
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Energia Mecânica
Energia Mecânica é a energia total de
um sistema. Ela é obtida através da
soma das energias cinética e potencial
em um determinado ponto.
EMEC A  EP
EMEC B  E C
EMEC C  E C  EP
E M E C  E C  E P  E el
EMEC A  EP
E M EC B  E el
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Sistema Conservativo
Um sistema é conservativo quando não há dissipação
de energia mecância, ou seja, transformação em outro
tipo de energia como térmica, sonora, luminosa, etc.
No sistema conservativo, a energia mecânica em cada
ponto é constante.
EMEC A  E C 
400 J
E M E C B  E C  E P  150  250 
Pode-se afirma que:
400 J
EMEC A  EMEC B
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Imagine um looping em um parque de diversões.
Como fazer para saber a altura mínima que o carrinho
tem que descer para conseguir fazer o todo o
percurso em segurança e sem cair do ponto B?
Aplicações
Despreze todas as forças dissipativas.
EMEC A  EMEC B
E PA  E PB  E C B
m  g  h A  m  g  hB 
m v
2
2
Como as massas são iguais, podemos simplificá-las.
Isto significa que independente da massa do carrinho
a altura de lançamento sempre será a mesma.
Perceba que:
g  h A  g  hB 
hB  2  raio  2 R
A velocidade mínima para
fazer o looping é:
v M ín im a 
Rg
g  hA  g  2 R 
v
2
hA  2 R 
2

Rg

R
2
2
hA  2, 5 R
2
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