Energia (E):

✅ Está presente em tudo o que fazemos e utlizamos;

✅ Propriedade de todos os corpos, podendo transferir-se de uns corpos para outros;

✅ Unidade (SI) é o joule (J).

Tipos Fundamentais de Energia:

✅ Energia Cinética;

✅ Energia Potencial.

Energia Potencial (Ep):

✅ Energia associada à possibilidade de alterar o movimento devido a forças.

Energia Cinética (Ec):

✅ Energia associada ao movimento;

✅ Depende da massa do corpo e do valor da sua velocidade.

Ec = 1/2 mv^2 , Ec - J ; m - Kg ; v - m/s

⚠ > massa do corpo, > Ec
⚠ > velocidade do corpo, > Ec

Energia Mecânica (Em):

✅ Soma da energia cinética de um corpo com a sua energia potencial.

Em = Ec + Ep

Energia Interna (Eint):

✅ Energia associada às partículas que constituem um corpo;

✅ Resulta da energia cinética das partículas e da energia potencial associada às interações entre partículas.

Corpo parado ao nível do solo:

Et = Eint , Ec = 0 e Epg = 0

Corpo em movimento, a uma certa altura do solo:

Et = Eint + 1/2 mv^2 + mgh

A energia interna depende:
✅ da temperatura do sistema (agitação corpuscular das partículas);

✅ do nº de partículas.

⚠ > temperatura do sistema, > Eint

⚠ > nº de partículas, > Eint

Sistema:
✅ Onde ocorrem ,geralmente, transformações e transferências de energia que levam a variações da sua energia interna.

Sistema Mecânico:

✅ Sistema físico em que as variações de energia interna não são consideradas;

✅ Se apenas se analisar o movimento do carro, pode-se considerar que é um sistema simples.

Centro de massa (CM):

✅ As diferentes partes do carro apresentam o mesmo movimento de translação, ou seja têm a mesma velocidade.

✅ O carro pode ser substituído por um único ponto, que possui esse movimento de translação.

Centro de massa (CM):

✅ O sistema passa a ser reduzido a uma única partícula.

⚠ Centro de massa:
Ponto que representa um sistema e a que se associa a massa do sistema.
Consideram-se aplicadas neste ponto todas as forças que atuam sobre o sistema.

Transferência de energia através de forças

Após a aplicação de uma força em um objeto ele pode:

✅ Deslocar-se

✅ Não se deslocar

Objeto desloca-se

✅ Adquire : Energia cinética.

✅ A ação da força aplicada permite transferênciade energia pra o objeto.

Objeto não se desloca

✅ Não adquire Energia Cinética.

✅ A ação da força aplicada não permite transferência de energia para o objeto.

Trabalho
Conceito de Trabalho

✅ Medida de energia transferida de um sistema
para outro por ação de uma força.

✅ Representação:W
✅Unidade SI : joule (J)

Variação da Energia Mecânica(ΔEm):
:
✅Soma da variação da energia cinética com a variação da energia potencial.

ΔEm= ΔEc + ΔEp

Sistemas mecânicos conservativos:

✅Sistemas onde atuam forças conservativas.

✅Sistemas onde atuam forças não conservativas que não realizam trabalho.
Wfnc = 0

Em= constante ⇔ ΔEm= 0

Sistemas mecânicos não conservativos:

✅Sistemas onde atuam forças dissipativas que fazem diminuir a energia mecânica.

✅Sistemas onde o trabalho das forças não conservativas é igual à variação da energia mecânica.

Wfnc=ΔEm

Forças não conservativas e variação da energia mecânica:

✅ A energia mecânica não é constante quando há forças não conservativas a realizar trabalho.

⚠ Em ↑ (aumenta) ⇒ Wfnc > 0 (trabalho potente)
⚠Em ↓ (diminui) ⇒ Wfnc < 0 (trabalho resistente)

Wfnc=ΔEm

Variação da energia mecânica e dissipação da energia:

✅ As forças não conservativas que provocam a diminuição da energia mecânica são chamadas forças dissipativas (forças dissipativas realizam trabalho resistente).

Em(inicial)= Em(final) + Ed(dissipada)

|ΔEm|= Ed

✅ Quanto maior o trabalho realizado pelas forças dissipativas,em valor absoluto, maior será a diminuição da Em e maior será a Ed.

Etotal= Eútil + Edissipada

✅ Etotal - a energia mecânica total,isto é, a energia mecânica existente inicialmente.
✅ Eútil - a energia útil,isto é, a energia que é efetivamente aproveitada no final de um dado processo.
✅Edissipada - a energia dissipada,isto é, a energia que se dissipa como calor, fazendo aumentar a energia interna do sistema e da sua vizinhança.

Potência:

✅A potência é a energia transferida por unidade de tempo.
✅Mede a rapidez com que a energia se transfere.
✅Unidade (SI) é o watt (W).

P= E/Δt , P- W; E- J;Δt-s

E=PxΔt

P= E/Δt
Pu= Eu/Δt :
Pd= Ed/Δt

Trabalho realizado por uma força constante

✅A expressão matemática que permite calcular o trabalho de uma força constante quando os seus pontos de aplicação se deslocam é:

✅W=Fxdxcosø
✅F=intensidade da força (N)
✅d=módulo de deslocamento
✅cosø=ângulo entre o deslocamento e a força

Trabalho potente W>0
ângulo inferior a 90º

✅Trabalho positivo ou potente:
Há transferência de energia para o corpo, o que faz aumentar a sua Ec

Forças conservativas
✅ Uma força é conservativa se realizar um trabalho nulo (Wf= 0) ao longo de um qualquer percurso fechado,isto é, quando o corpo regressa à posição de onde partiu.

✅ O trabalho realizado por uma força conservativa, entre dois pontos, não depende da trajetória seguida, só depende das posições inicial e final.

Trabalho do Peso e variação da Energia Potencial Gravítica

✅ O corpo é atraído para a Terra pela força gravítica a que normalmente chamamos peso.

Wp relaciona-se com ΔEpg

Subida de um corpo de uma altura h

✅ O peso tem sentido contrário ao deslocamento.
✅ O trabalho do peso é negativo.

Wp = - mgh

Queda de um corpo de altura h
✅ O peso tem o mesmo sentido do deslocamento.
✅ O trabalho do peso é positivo.

Wp = mgh

✅ A posição de referência é o ponto no chão atribuímos a energia potencial gravítica nula.
✅ A variação da energia potencial é negativa.

ΔEpg = - mgh

✅ A posição de referência é o ponto no chão atribuímos a energia potencial gravítica nula.
✅ A variação da energia potencial é positiva

ΔEpg = mgh

O trabalho do peso é igual ao simétrico da variação da Energia Potencial Gravítica

Wp = - ΔEpg
ΔEpg = Epg (final) - Epg (inicial)
ΔEpg = mghf - mghi
esta igualdade permite determinar o trabalho do peso em quaisquer trajetórias, sejam elas retilíneas ou curvilíneas.

Qual é a Variação da Energia Potencial entre as posições A e B ❓