Trabalho e Energia
É uma forma de energia
W
É uma grandeza escalar
Unidade:JOULE
W
Força
Deslocamento
Não ser perpendicular
W = F x Δx x cos a
F
W
x
V
F
W motor
V
F
W resistente
W = DE
F
F
DE
W
x
x
Introdução
• As Leis de Newton os
permitem analisar muitos
tipos de movimento. Mas, sua
análise muitas vezes é
complicada, exigindo detalhes
que simplesmente
desconhecemos.
• Há muito tempo, percebeuse que existe uma outra
técnica, mais poderosa,
para a análise dos
movimentos. Esta outra
técnica envolve a energia.
Definição
• O trabalho é a energia
transferida para ou de um
objeto por meio de uma força
atuando no objeto. A energia
transferida para o objeto é um
trabalho positivo, e a energia
retirada do objeto é um
trabalho negativo.
Trabalho
• Se você acelera um objeto aplicando ao
objeto uma força, você aumenta sua
velocidade e, portanto, a sua energia
cinética.
• Esta variação de energia cinética diz que
a força transferiu energia de você para o
objeto.
• Em tal transferência de energia por meio
de uma força, diz-se que a força realiza
trabalho.
Formas fundamentais de energia
As diferentes designações atribuídas à energia
correspondem apenas a duas formas fundamentais de
energia:
 Energia cinética que está associada ao movimento.
Esta é a energia que associamos ao vento, à água em
movimento, à corrente eléctrica no circuito, ao som e à
agitação das partículas do ar junto de um aquecedor.
 Energia potencial que corresponde à energia armazenada
em condições de poder ser utilizada.
Esta é a energia acumulada numa bateria, nos alimentos e
nos combustíveis.
Energia Cinética
• É definida como a energia associada ao
estado de movimento de um objeto.
• Quanto mais rapidamente um objeto
estiver se movendo, maior será sua
energia cinética.
• Calcula-se:
1 2
Ec  mv
2
Energia cinética
O automóvel em movimento, a criança que corre e a
pedra a rolar têm energia cinética.
Qualquer corpo em movimento possui energia
cinética!
Energia Potencial
• É definida como a
energia associada ao
estado de posição de
um objeto.
• Quanto mais alto
estiver, maior será
sua energia potencial.
• Calcula-se:
Epg  mgh
1 2
Epe  kx
2
PEDRA “ENERGIZADA”
Energia potencial
O alpinista possui energia armazenada pelo fato de
estar a ser atraído pela Terra. Essa energia que não
se está a manifestar mas que pode vir a manifestar-se
se cair, designa-se por energia potencial gravítica.
Energia potencial
O boneco dentro da caixa tem energia armazenada.
Esta energia manifesta-se quando o boneco salta e
designa-se por energia potencial elástica.
A energia cinética depende de
quê?
Se duas pedras, com a mesma massa, forem
atiradas contra uma parede com velocidades
diferentes, qual provocará mais danos?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui maior
velocidade porque tem uma energia cinética maior.
A energia cinética depende de
quê?
Se duas pedras, de massas diferentes, forem
atiradas contra uma parede com a mesma
velocidade, qual provocará maior estrago?
A pedra que provoca maior estrago é a que possui
maior massa porque tem uma energia cinética maior.
A energia potencial gravítica depende
de quê?
Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três
níveis vai causar maior estrago?
A pedra produz mais estragos quando cai do nível 3
porque como cai de uma altura maior tem uma energia
potencial gravítica maior.
A energia potencial gravítica depende
de quê?
Se deixarmos cair duas pedras de massas
diferentes mas da mesma altura, qual vai causar
maior estrago?
A pedra de maior massa produz mais estragos porque
tem uma energia potencial gravítica maior.
Energia cinética e energia potencial
 A energia cinética depende da massa e da velocidade.
Maior massa
Maior energia cinética
Maior velocidade
 A energia potencial gravítica depende da massa e da altura.
Maior massa
Maior energia potencial gravitacional
Maior altura
 A energia potencial elástica depende da deformação.
Maior deformação
Maior energia potencial elástica
Trabalho realizado por uma
força de mola
EXERCÍCIOS
1 - Qual o trabalho
realizado por um força
aplicada a um corpo de
massa 5kg e que causa
um aceleração de 1,5m/s²
e se desloca por uma
distância de 100m?
2 - Uma força de intensidade 30N é aplicada a
um bloco formando um ângulo de 60° com o
vetor deslocamento, que tem valor absoluto
igual a 3m. Qual o trabalho realizado por
esta força?
3 - Um carro de massa 3000 kg
acelera sob ação de uma força
constante de uma velocidade
inicial de 18 km/h até 72 km/h,
determine:
a) As energias cinéticas inicial e
final do carro;
b) Qual o trabalho da força entre
os instantes inicial e final?
4 - Um bloco de massa igual a 5
kg é lançado com velocidade
constante de 0,4 m/s e choca-se
com uma mola de constante
elástica 80 N/m. Desprezando o
atrito entre o bloco e a
superfície determine a máxima
compressão sofrida pela mola.
5 - Um homem de massa 75 kg
sobe uma escada com 15
degraus em 10 s. Cada degrau
possui 20 cm de altura e 30 cm
de comprimento, dada a
aceleração da gravidade igual a
10 m/s 2, determine o trabalho
da força peso do homem ao
subir a escada;