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FÍSICA 10 SUMÁRIO: Formas básicas de energia: energia cinética e energia potencial. Energia interna

FÍSICA 10 SUMÁRIO: Formas básicas de energia: energia cinética e energia potencial. Energia interna como a soma das energias cinética interna e potencial interna. Resolução de exercícios e problemas para Consolidação dos conteúdos lecionados. 3

FÍSICA 10 ENERGIA MEC NICA E ENERGIA INTERNA SISTEMA Corpo, região ou conjunto de

FÍSICA 10 ENERGIA MEC NICA E ENERGIA INTERNA SISTEMA Corpo, região ou conjunto de partículas que são o objeto de estudo. Existem apenas duas formas básicas de energia: • energia cinética • energia potencial 4

FÍSICA 10 ENERGIA CINÉTICA Energia associada ao estado de movimento de um objeto. Qualquer

FÍSICA 10 ENERGIA CINÉTICA Energia associada ao estado de movimento de um objeto. Qualquer corpo em movimento possui energia cinética e quanto maior for a sua velocidade maior será a quantidade de energia cinética que possui. A linha de um gráfico de Ec em função de v 2 é uma reta que passa na origem sendo o declive igual a m/2, enquanto a de um gráfico de Ec em função de v será uma parábola. 5

FÍSICA 10 Exercício resolvido Determine a energia cinética de uma bola de ténis de

FÍSICA 10 Exercício resolvido Determine a energia cinética de uma bola de ténis de massa 200 g num serviço com uma velocidade de intensidade 55, 0 m s– 1 (198 km h– 1). Considere apenas o movimento de translação da bola. Proposta de resolução O primeiro passo é converter a massa em unidade do SI: m = 200 g = 0, 200 kg Sendo A energia cinética da bola de ténis é 303 J. 6

FÍSICA 10 Exercício proposto Um corpo com uma velocidade de intensidade 7, 0 m

FÍSICA 10 Exercício proposto Um corpo com uma velocidade de intensidade 7, 0 m s– 1 tem uma energia cinética de 180 J. Se o mesmo corpo tiver uma velocidade de intensidade 12, 0 m s– 1, determine a sua energia cinética. 7

FÍSICA 10 Proposta de resolução Como com os primeiros dados é possível determinar a

FÍSICA 10 Proposta de resolução Como com os primeiros dados é possível determinar a massa do corpo: Com a mesma expressão é, agora, possível determinar a energia cinética nas segundas condições: A energia cinética do corpo é 5, 3 x 102 J. 8

FÍSICA 10 Energia potencial Energia armazenada num sistema em consequência da sua posição ou

FÍSICA 10 Energia potencial Energia armazenada num sistema em consequência da sua posição ou condição. Nos eletrões na nuvem eletrónica de um átomo, a interação entre as partículas com carga elétrica origina uma energia potencial elétrica. Numa mola esticada a alteração da sua forma cria uma energia potencial elástica. A água armazenada numa barragem apresenta energia potencial gravítica (Epg), que resulta da interação da água com a Terra. 9

FÍSICA 10 ENERGIA MEC NICA A soma da energia cinética com a energia potencial

FÍSICA 10 ENERGIA MEC NICA A soma da energia cinética com a energia potencial de um sistema designa-se energia mecânica (Em) de um sistema. 10

FÍSICA 10 Exercício resolvido Uma criança de massa 15, 0 kg inicia o seu

FÍSICA 10 Exercício resolvido Uma criança de massa 15, 0 kg inicia o seu movimento no topo de um escorrega, com uma energia potencial gravítica de 195 J, e atinge a base com uma velocidade de 5, 0 m s– 1 e uma energia potencial gravítica nula. Determine a energia mecânica inicial e final da criança. 11

FÍSICA 10 Proposta de resolução No topo do escorrega, a criança só possui energia

FÍSICA 10 Proposta de resolução No topo do escorrega, a criança só possui energia potencial gravítica porque ainda não está em movimento. Quando atinge a base do escorrega, a criança só possui energia cinética, pois a energia potencial gravítica é nula. 12

FÍSICA 10 Exercício proposto Num jogo de voleibol, uma bola, de massa 270 g,

FÍSICA 10 Exercício proposto Num jogo de voleibol, uma bola, de massa 270 g, passa entre dois jogadores da mesma equipa. No ponto mais alto da trajetória, a bola possui uma energia mecânica de 15, 0 J. Considerando que a energia mecânica da bola se mantém constante e que no lançamento a sua energia potencial gravítica é nula, determine a velocidade com que ela é lançada, considerando apenas o seu movimento de translação. 13

FÍSICA 10 Proposta de resolução 14

FÍSICA 10 Proposta de resolução 14

FÍSICA 10 ENERGIA INTERNA Energia que tem em conta a estrutura do sistema que

FÍSICA 10 ENERGIA INTERNA Energia que tem em conta a estrutura do sistema que é constituído microscopicamente por muitas partículas. Para a energia interna contribuem duas formas básicas de energia: • a energia potencial interna - resulta das várias interações entre as partículas que constituem o sistema a nível microscópico; • a energia cinética interna - associada ao movimento das partículas que constituem o sistema a nível microscópico. 15

FÍSICA 10 Maior massa (m) ↓ maior o número de partículas que constitui o

FÍSICA 10 Maior massa (m) ↓ maior o número de partículas que constitui o sistema ↓ maior número de interações ↓ maior energia potencial interna. A energia interna é maior no gobelé que tem maior massa. Maior temperatura (T) ↓ maior agitação das partículas ↓ maior energia cinética média interna A energia interna é maior no gobelé que se encontra a temperatura mais elevada. 16

FÍSICA 10 Exercício resolvido Considere os sistemas A, B e C, apresentados a seguir,

FÍSICA 10 Exercício resolvido Considere os sistemas A, B e C, apresentados a seguir, que revelam diferentes valores de energia interna. 1. De entre os sistemas A e B, qual possui maior energia interna? Justifique. 2. De entre os sistemas A e C, qual possui maior energia interna? Justifique. 17

FÍSICA 10 Proposta de resolução 1. O sistema B tem maior energia interna que

FÍSICA 10 Proposta de resolução 1. O sistema B tem maior energia interna que o sistema A porque possui maior massa, ou seja, possui maior energia potencial interna. 2. O sistema C tem maior energia interna que o sistema A porque possui maior agitação das partículas, ou seja, possui maior energia cinética interna. 18

FÍSICA 10 Exercício proposto Considere duas garrafas de água, uma de 0, 30 L

FÍSICA 10 Exercício proposto Considere duas garrafas de água, uma de 0, 30 L e outra de 1, 00 L. Se ambas se encontrarem no frigorífico à temperatura de 8 ºC, qual apresenta valor mais elevado de energia interna? Justifique. Proposta de resolução A que apresenta maior energia interna é a garrafa de 1 L pois ambas se encontram à mesma temperatura, logo, possuem a mesma energia cinética interna, no entanto, como esta tem mais massa de água apresentará maior energia potencial interna. 19