ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
Como vimos na seção anterior, o corpo quando se encontra na altura h , dizemos que a força peso tem a capacidade de realizar um trabalho igual a mgh . Podemos então falar que o corpo quando se encontra na altura h ele terá uma capacidade de realizar trabalho portanto ele terá uma energia denominada de energia potencial gravitacional que será igual ao trabalho que o corpo poderá realizar ao cair. Portanto a energia potencial gravitacional de um corpo que se encontra a uma altura h do solo é dada por:
Se você fizer uma força contra o peso para que o corpo suba, ele então terá uma energia potencial maior. O acréscimo desta energia será igual ao trabalho que você realizou sobre o corpo. Portanto podemos escrever que o trabalho realizado sobre o corpo é igual a variação da energia potencial sofrida pelo corpo.
Obs. As forças conservativas quando realizam um trabalho negativo significa que a energia potencial está aumentando. Note que no exemplo que eu dei, quando o corpo está subindo a força peso realiza um trabalho negativo. Sendo assim o corpo ganha altura e logicamente ganhará também energia potencial. Já quando o corpo está descendo, o peso realiza um trabalho positivo. A altura diminui e por consequência a energia potencial gravitacional também diminui.
Fonte: www.brasilescola.com
ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
Energia que o corpo adquire quando é elevado em relação a um determinado nível.
Ep = m.g.h
Ep = energia potencial (J)
m = massa (kg)
h = altura (m)
g = aceleração da gravidade (m/s2)
Exercícios
Um corpo com massa de 2 kg está a uma altura de 160 m do solo. Calcular a energia potencial gravitacional desse corpo em relação ao solo, considerando g=10 m/s2.
Determine a energia potencial gravitacional, em relação ao solo, de uma jarra com água, de massa 2 kg, que está sobre uma mesa de 0,80 m de altura, num local onde g=10 m/s2.
De quanto varia a energia potencial gravitacional de um objeto de massa 20 kg ao ser elevado até uma altura de 3 m? adote g = 10 m/s2.
Um carrinho de massa 2 kg tem energia potencial gravitacional de 1000 J em relação ao solo, no ponto mais alto de sua trajetória. Sabendo que g=10 m/s2, calcule a altura desse ponto.
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
JOSEPH FOURIER
(1768 - 1830)
Pegue um elástico do tipo usado para prender dinheiro, estique-o e fique segurando.
Para mantê-lo esticado, você tem de aplicar uma força sobre ele. Mas o elástico também aplica uma força sobre você.
A força com que ele puxa sua mão é chamada força elástica.
Os corpos que aplicam forças elásticas são chamados corpos elásticos.
São aqueles que se deformam, quando sob a ação de uma força, e que voltam à forma original, quando essa força é retirada. Por exemplo, quando você solta o elástico, ele volta ao tamanho original.
Molas helicoidais também são corpos elásticos.
Os estilingues usados pelas crianças para lançar pedras têm uma tira de borracha, que é um corpo elástico. Para usar um estilingue, você põe uma pedra junto à borracha e depois solta.
Ao retornar ao seu tamanho original, a borracha aplica uma força sobre a pedra e esta adquire energia cinética.
A energia cinética que a pedra adquire estava armazenada na borracha, em forma de energia potencial elástica.
Quando um corpo é elevado, o trabalho da força-peso transforma em energia potencial gravitacional a energia muscular da pessoa que o elevou.
Da mesma forma, o trabalho da força elástica transforma em energia potencial elástica a energia muscular, usada para esticar a borracha.
Fonte: www.saladefisica.com.br
É a energia que corresponde ao trabalho realizado pela força elástica ao longo de uma deformação de uma mola.
Se a força for variável, temos:
CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA
Na ausência de forças dissipativas ( atrito e resistência do ar ), a energia mecânica é conservada ( permanece constante ), havendo apenas transformação em suas formas cinética e potencial. Um sistema físico nestas condições é dito sistema conservativo.
Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/energia-potencial-elastica/energia-potencial-elastica-9.php#ixzz1zD6P1jgd
LISTA DE EXERCÍCIOS
Primeira Série do Ensino Médio – Física
1. Qual é a energia cinética de uma bola de massa 0,3 kg no instante em que a sua velocidade é 4
m/s?
2. Considere uma pedra de massa 3 kg que cai de uma altura de 6 m em relação ao solo. Qual é a
sua energia cinética no instante em que atinge o solo? Determine também o valor de sua
velocidade. Dado: g= 10 m/s2.
3. Descreva a transformação de energia que ocorre quando:
a) um estilingue atira uma pedra;
b) um arco atira flecha.
4. Um corpo de massa 2 kg desliza sobre um plano horizontal e atinge uma mola com velocidade
de 4 m/s, comprimindo-a. A mola está no plano horizontal como nas figuras anteriores.
Desprezando os atritos, calcule a energia ganha pela mola.
5. Calcule a energia cinética de um corpo de massa 8 kg no instante em que sua velocidade é 72
km/h.
6. Um corpo de massa 20 kg está localizado a 6 m de altura em relação ao solo.
Dado g= 9,8 m/s2, calcule sua energia potencial gravitacional.
7. Um ponto material de 40 kg tem energia potencial gravitacional de 800 J em relação ao solo.
Dado g= 10 m/s2, calcule a que altura se encontra do solo.
8. (PUC-SP) Um rapaz toma um elevador no térreo para subir até o seu apartamento no 5º andar,
enquanto seu irmão, desejando manter a forma atlética, resolve subir pela escada. Sabendo que a
massa dos dois é de 60 kg e que cada andar está 4 m acima do anterior, responda:
a) Ao final da subida, qual será a energia potencial gravitacional de cada um em relação ao
térreo? Explique.
b) Se o rapaz deixa cair uma moeda de 100 g da janela do apartamento e o atleta deixar um
halteres de 10 kg, com que velocidade tais objetos chegarão ao solo, no térreo? Despreze a
resistência do ar? Explique.
9. Uma mola de constante elástica 40 N/m sofre uma deformação de 0,04 m. Calcule a energia
potencial acumulada pela mola.
10. Uma mola de constante elástica k= 600 N/m tem energia potencial elástica de 1200 J. Calcule a
sua deformação.
11. Um ponto material de massa 0,5 kg é lançado do solo verticalmente para cima com velocidade
de 12 m/s. Desprezando a resistência do ar e adotando g= 10 m/s2, calcule a altura máxima, em
relação ao solo, que o ponto material alcança.
12. Do alto de uma torre de 61,6 m de altura, lança-se verticalmente para baixo um corpo com
velocidade de 8 m/s. Calcule a velocidade com que o corpo atinge o solo. Admita g= 10 m/s2.
13. (Faap-SP) Uma bola de borracha com massa m= 2 kg é abandonada em repouso “a altura h= 5
m, caindo sobre o solo. A energia perdida E= 20 J. Calcule a altura atingida pela bola depois do
choque. Considere g= 10 m/s2.
Fonte :www.professormario.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário