Física 2 : apostila ceesvo - ensino médio

Física 2 : apostila ceesvo - ensino médio

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Apostila 2 2ª Série Física - CEESVO

Sempre que ocorre o deslocamento do ponto de aplicação de uma força, dizemos que foi realizado um trabalho. Assim, o garoto da ilustração realizou um trabalho ao erguer a pedra.

Para poder aplicar uma força e levantar a pedra, o garoto utilizou a energia de seus músculos. Esse fato ocorre sempre: só é possível realizar trabalho usando energia.

Enquanto o garoto não estava levantando a pedra, seus músculos estavam em repouso e a energia contida neles não estava sendo usada.

A energia armazenada nos músculos do garoto, como toda energia que não está sendo usada, é chamada de energia potencial. Por sua vez, a pedra levantada pelo garoto passou a ter energia, pois, se o garoto soltá-la, ela poderá realizar um trabalho:

Enquanto está suspensa pelo garoto, a pedra possui uma forma de energia que não está sendo usada: a energia potencial.

MÓDULO 5

Energia é a capacidade de realizar trabalho.

Apostila 2 2ª Série Física - CEESVO

Durante a queda, a pedra em movimento vai adquirindo um outro tipo de energia, chamada energia cinética.

Esta ilustração, comparada com a anterior, mostra que, quando a pedra é solta de uma altura maior, possui mais energia e, assim, pode realizar maior trabalho.

Em alturas menores a energia potencial de um corpo é menor que a desse mesmo corpo em alturas maiores.

À medida que um corpo cai, sua energia potencial diminui, até chegar ao chão, onde é nula. Durante a queda do corpo, a energia potencial é gradativamente transformada em energia cinética.

Quando a pedra estava suspensa e em repouso, sua energia cinética, que é a energia de movimento, era nula e a energia potencial era grande. No entanto, a partir do momento em que a pedra iniciou a queda, sua energia cinética foi aumentando e sua energia potencial foi diminuindo. No instante em que atingiu a gangorra, sua energia cinética era grande e a potencial nula.

Se somarmos, em cada instante, a energia potencial com a cinética, vamos verificar que a energia total é constante.

Existem muitas formas de energia: mecânica, elétrica, térmica, química, nuclear, etc. Como você acabou de ler, a energia mecânica pode apresentar-se sob dois aspectos: potencial - Ep e cinética - Ec .

Energia potencial: energia armazenada. Energia cinética: energia de movimento.

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Observe a ilustração: uma bola abandonada do telhado de um prédio exemplificando a transformação de energia potencial em cinética.

Lembre - se: No (S. I. ) a unidade de medida de energia é dada em joule (J).

Ponto máximo Ep = máxima Ec = zero

Ponto médioEp = Ec

Ponto mínimo Ec = máxima Ep = zero

SAIBA MAIS

Energia nuclear ou atômica é a energia que se origina das reações nucleares.

Pode-se obtê-la pelo processo de fissão nuclear dos elementos químicos pesados (urânio e plutônio) em reatores nucleares,ou pelo processo de fusão nuclear dos elementos químicos leves (hidrogênio, transformando-se em hélio). Este último, de transformação de hidrogênio em hélio, acontece continuamente no interior do Sol e é responsável por toda a sua energia.

As reações nucleares de fissão trazem sérios riscos à segurança, pois o “lixo atômico” leva centenas de anos para reduzir sua radiatividade a níveis não prejudiciais à saúde da humanidade. Já as reações de fusão não têm sido implementadas pelo homem porque ainda requerem mais energia do que são capazes de gerar.

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Princípio de conservação de energia

Sol: a nossa principal fonte de energia

O Sol fornece energia em quantidade muito superior à que consumimos. Num país com a área territorial do Brasil, a energia recebida do Sol é milhares de vezes maior que a energia consumida.

Essa energia ainda não pode ser diretamente aproveitada de forma eficiente e barata. Porém, indiretamente, quase toda a energia de que dispomos se origina do Sol.

Em qualquer processo de transferência de energia, quando um sistema ganha energia, o outro perde.

Em conseqüência: “A energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transferida ou transformada. A energia total sempre permanece constante”.

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Energia potencial:Energia cinética:
Onde: m = massa do corpoOnde: m = massa do corpo
g = aceleração da gravidadev = velocidade

Expressões que definem energia: h = altura

Energia elástica:

Onde: K = constante elástica da mola x = deslocamento (deformação) da mola

Ep = m. g. h Ec = m . v2

Energia mecânica Em = Ep + Ec A energia mecânica é constante no sistema conservativo.

Eel = K · x 2

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Exemplos:

A. Um corpo de 2 kg é abandonado de uma altura de 160 m. Calcular sua energia potencial, considerando g = 10 m/s2 .

Resolução:

Ep = ? m = 2 kg

Ep = m . g . h

Ep = 210 . 160

B. Uma partícula de massa igual a 3 kg é abandonado de um farol, atingindo o solo com velocidade de 6 m/s. Determine sua energia cinética.

m = 3 kg v = 6 m/s

2
2
Ec = 3 · 36
2

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C. Um objeto atinge uma mola cuja constante elástica K = 100 N/m, e produz nela uma deformação de 0,2 m. Determine a energia potencial elástica do objeto armazenada pela mola.

x = 0,2 mK = 100 N/m
Ep = 100 · 0,04
Ep = 2 J

1. O que é energia e como ela pode ser calculada? Dê exemplos de transformação de energia.

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