quarta-feira, 8 de junho de 2011

Trabalho, Energia Potencial, cinética e gravitacional

Na Física, o termo trabalho é utilizado quando falamos no Trabalho realizado por uma força, ou seja, o Trabalho Mecânico. Uma força aplicada em um corpo realiza um trabalho quando produz um deslocamento no corpo.
Logo trabalho é o produto da força exercida sobre um corpo pelo deslocamento deste corpo na direção desta força, ou seja:
Para levantar uma caixa do chão até uma altura H, é realizada uma força.

Matematicamente:

T= F.d.cosθ

onde:

T = trabalho realizado
F= força
d = distância percorrida (deslocamento do corpo)cosθ = cosseno do ângulo formado pela força e o deslocamento

Energia cinética é a quantidade de trabalho que teve que ser realizado sobre um objeto para modificar a sua velocidade (seja a partir do repouso - velocidade zero - seja a partir de uma velocidade inicial).
Para um objeto de massa m a uma velocidade v a sua energia cinética, em um instante de tempo, é calculada como:
E_c = \frac{mv^2}{2}

Ou seja, Energia cinética é mostrada quando um corpo sai do repouso e começa a relazar trabalho.

Energia Cinética na Pratica.
Uma das coisas importantes a se lembrar desta expressão é que a energia cinética aumenta com o quadrado da velocidade. Isto significa que um carro que bater a 160 km/h causará 4 vezes mais estrago que um andando a 80 km/h, ou 16 vezes mais que um a 40 km/h, ou 64 vezes mais que um a 20 km/h
Também da definição da energia cinética como a soma "integral" do trabalho realizado em um determinado deslocamento do corpo podemos entender porque uma colisão de veículos causa tanto estrago.
Um veículo andando a 80 km/h por exemplo chegou a esta velocidade devido ao trabalho do motor durante um certo tempo e distância. Ao colidir, toda a energia cinética do veículo deve ser dissipada para que ele volte ao repouso. Na colisão com um poste, por exemplo, a distância que o veículo terá para realizar um trabalho equivalente ao que foi feito para coloca-lo em movimento é significativamente muito menor, alguns centímetros, talvez um metro. Desta forma, as forças envolvidas terão que ser muito maiores, para que o produto Força x deslocamento (trabalho) seja igual ao do percurso original.
A energia cinética é a energia que o sistema possui em virtude do movimento das partículas que constituem o sistema, em relação ao referencial adotado.Ela depende de sua massa e do módulo de sua velocidade ao quadrado;não depende da direção de sua velocidade porque a energia cinética é uma grandeza escalar. Assim, podemos generalizar dizendo que é a energia que temos quando um determinado corpo está em movimento.

A energia potencial é o nome dado a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, que pode a qualquer momento manifestar-se.
A energia potencial gravitacional é a energia potencial, a energia potencial é o nome dado a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, em um sistema a uma certa altura uma bola parada tem energia potencial, pois a qualquer  momento poderá se transforma em energia cinética.
O seu potencial tem como causa, como o nome sugere, a força da gravidade, que por definição, está relacionada com a massa dos corpos e sua distância.
É a força gravitacional que mantém os planetas em órbita ao redor do sol.

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