A energia e sua conservao Energia formas de

A energia e sua conservação

Energia, formas de energia e conservação O conceito de Energia é um dos conceitos essenciais para a Física. Nascido no século XIX, pode ser encontrado em todos os conteúdos da Física (mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo, mecânica quântica, etc. ) assim como em outras disciplinas, como na Química e Biologia.

Energia, formas de energia e conservação • A ciência define o conceito de energia como o potencial inato para a realização de trabalho. • A energia não pode ser criada, nem destruída, podendo ser apenas transformada de uma forma para a outra.

Energia, formas de energia e conservação Enquanto uma lâmpada incandescente está ligada ela transforma energia elétrica, principalmente, em energia luminosa e térmica.

Energia, formas de energia e conservação O chuveiro elétrico transforma energia elétrica em energia térmica. O mesmo processo é apresentado por um aquecedor.

Energia, formas de energia e conservação Na utilização de um arco e flecha, a energia potencial elástica é transformada em energia cinética.

Energia, formas de energia e conservação Em uma usina hidrelétrica, a energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética durante a descida da água.

Energia, formas de energia e conservação Quando analisamos os diversos fenômenos a partir das transformações de energia ocorridas no processo, podemos fazer uso da noção de conservação: a soma das quantidades das diferentes formas de energia é constante em todos os momentos do processo.

Energia, formas de energia e conservação A física adota diversos tipos de energia como objeto de estudo. Nesta etapa, três tipos de energia serão estudos mais detalhadamente. Tipo de energia Energia Cinética Energia Potencial Gravitacional Energia Potencial Elástica Relaciona-se com. . . Corpos em movimento Altura de objetos em relação à um nível Deformação de materiais (como molas ou elásticos)

Energia Cinética A energia cinética é um tipo de energia que só existe quando há velocidade, ou seja, quando há movimento em relação a um determinado referencial. Além da velocidade, a massa do objeto também influencia na quantidade de sua energia cinética. Quanto maior a massa, maior o valor da energia cinética.

Energia Cinética Um caminhão em movimento possui uma quantidade maior de energia cinética que um carro que se movimenta com a mesma velocidade.

Energia Cinética A quantidade de energia cinética corresponde ao produto entre a massa do objeto (m) e o quadrado do módulo de sua velocidade (v 2), dividido por 2. A unidade adotada para energia é Joule (j). Para satisfazer esta convenção a massa deve ser medida em kg e a velocidade em m/s.

Energia Potencial Gravitacional A interação entre a Terra e os demais objetos é de natureza atrativa e denominada gravitacional. É por isso que qualquer objeto, desprovido de propulsão, retorna ao solo após ser lançado para cima.

Energia Potencial Gravitacional A quantidade de energia potencial desta interação gravitacional entre a Terra e um objeto depende: • da gravidade local • da massa do objeto • da distância entre o objeto e a Terra (altura)

Energia Potencial Gravitacional A quantidade de energia potencial gravitacional pode ser obtida pelo produto entre a massa do objeto (m), o módulo da aceleração gravitacional (g) e a altura (h). A massa é medida em kg, a aceleração gravitacional em m/s 2 e a altura em m.

Transformação e conservação da energia Cinética e Potencial gravitacional Exemplo • Quando um objeto é lançado verticalmente para cima, ele parte com uma certa velocidade inicial. • À medida que ganha altura, sua velocidade diminui em módulo. • No ponto mais alto da trajetória, a velocidade é zero.

O movimento de subida da bola pode ser analisado a partir das transformações de energia.

Quatro instantes na subida Energia cinética Energia Potencial Gravitacional

Desprezando-se o atrito e utilizando o princípio de conservação da energia, percebe-se que a soma das quantidades das duas formas de energia é sempre constante. Energia Cinética Energia Potencial Gravitacional Energia Mecânica A soma da energia potencial com a energia cinética é denominada energia mecânica. Esta energia se conserva na ausência de atrito.

Transformação e conservação da energia Cinética e Potencial gravitacional Em uma montanha-russa ocorrem sucessivas transformações de energia potencial gravitacional em cinética e vice-versa. Durante a subida descidaaa energia cinética potencialé gravitacional convertida em éenergia convertida em energia potencial gravitacional. cinética.

Energia Potencial Elástica Quando uma mola é esticada ou comprimida – deformada – ela adquire uma energia denominada potencial elástica. Em uma máquina de Pinball, uma esfera adquire movimento a partir Para iniciar o jogo a mola da transformação de é comprimida. Ao retornar para a energia potencial elástica posição natural a mola empurra a em energia cinética. esfera, que adquire velocidade.

Energia Potencial Elástica A quantidade de energia potencial elástica armazenada em uma mola depende da variação do comprimento sofrido pela mola (deformação) e de sua constante elástica. A mola possui um comprimento original quando não está submetida a nenhuma força. Quando uma força atua na mola seu comprimento varia. No exemplo ao lado, o X simboliza a variação do comprimento da mola

Energia Potencial Elástica A constante elástica de uma mola está associada à sua rigidez. Maior Rigidez Maior constante elástica Menor Rigidez Menor constante elástica

Energia Potencial Elástica A constante elástica de uma mola está associada à sua rigidez. A constante elástica K pode ser calculada através da lei de Hooke. Maior Rigidez Maior constante elástica Menor Rigidez Menor constante elástica

Energia Potencial Elástica A quantidade de energia potencial elástica corresponde ao produto da constante elástica da mola (K) pelo quadrado da variação de seu comprimento (x 2), dividido por 2. A constante elástica K é medida em N/m e a deformação X é medida em m.

Transformação e conservação da energia Cinética e Potencial elástica E N E R G I A Potencial Cinética Mecânica Elástica atrito e utilizando o Desprezando-se o princípio de conservação da energia, percebe-se que a soma das quantidades das duas formas de energia (potencial elástica e cinética) é sempre constante.