Qualquer objeto que esteja em condições de realizar um trabalho possui energia

Grátis

Índice Show

• Pré-visualização | Página 16 de 18
• O que é energia no trabalho?
• Quais as duas formas em que os objetos podem possuir energia?
• Qual é a relação entre o trabalho é energia?
• Quando se pode afirmar que um corpo tem energia?

105 pág.

• Denunciar

Pré-visualização | Página 16 de 18

aumento da energia cinética, e vimos exemplo envolvendo 
o Teorema da Energia Cinética. Surge uma indagação: é possível perder energia cinética? 
E se sim, para onde vai a energia perdida?
A energia cinética de um objeto pode ser diminuída em dois casos: quando ela 
é convertida e armazenada na forma de energia potencial (elástica ou gravitacional); ou 
quando há forças dissipativas capazes de transformá-la em outras formas de energia, como 
a força de atrito, que é capaz de transformar a energia cinética em energia térmica por 
exemplo. Assim, caso não existam forças dissipativas, a energia cinética de um objeto 
pode voltar ao seu módulo inicial, uma vez que, nesse caso, ela será convertida em energia 
potencial sem que haja perdas.
Forças dissipativas são aquelas em que existem forças no sistema capazes de 
“roubar” a energia cinética e converter em alguma outra forma de energia. Por exemplo, um 
carro em movimento possui energia cinética, e quando acionamos os freios, existe atrito de 
tal forma que diminui a velocidade do carro, diminuindo sua energia cinética, e para onde 
vai o restante da energia? É convertido em forma de calor nas rodas. Assim, temos energia 
cinética, de movimento, sendo convertida em energia térmica.
E acima foi citado que é possível armazenar a energia cinética em forma de energia 
potencial. Esse será o tema do nosso próximo tópico.
 
 
87UNIDADE IV Energia Mecânica
3. ENERGIA POTENCIAL
Energia potencial é uma outra maneira de armazenar energia, e está relacionada 
a posição na qual o objeto é colocado. A energia potencial pode ser convertida em outras 
formas da própria energia potencial ou também poder ser convertida em energia cinética, 
com a utilização de uma força aplicada ao objeto.
A energia potencial acontece com a aplicação de uma força conservativa no corpo. 
Isso é o mesmo que dizer que independentemente do caminho adotado pelo objetivo, 
a energia potencial não será influenciada. A energia potencial é dependente apenas da 
diferença entre as posições final e inicial do objeto.
Forças conservativas são aquelas forças que são capazes de armazenar energia e 
que pode ser utilizada em momentos futuros. Adicionalmente, força conservativa é aquela 
que é capaz de converter um tipo de energia em outra maneira de energia. 
Observe a Figura 6, desprezando o atrito com a superfície na parte inclinada e a 
resistência do ar, a variação de energia do objeto A e do objeto B será a mesma. Isso ocorre 
porque nesse caso, a força responsável pelo deslocamento é a força peso, que nada mais é 
do que uma particularidade da força devido a atração gravitacional entre corpos que possuem 
massa. Note que mesmo o objeto A percorrendo uma trajetória maior em relação ao objeto 
B, a diferença das alturas dos objetos em relação à superfície é a mesma. Teremos a mesma 
variação da energia potencial nesse caso, pois a força peso é uma força conservativa. 
88UNIDADE IV Energia Mecânica
FIGURA 6 - MÉTODO GRÁFICO PARA OBTENÇÃO DO TRABALHO REALIZADO POR 
UMA FORÇA VARIÁVEL
 
Fonte: O autor (2022).
A energia potencial pode ser dividida em duas maneiras, a energia potencial 
gravitacional e a energia potencial elástica. Estas duas energias são energias conservativas: 
independente da trajetória descrita pelo objeto, o que irá interessar para a energia potencial 
será a diferença entre a posição inicial e a posição final. No exemplo acima, note que é 
possível os objetos A e B voltarem a posição de origem, basta aplicar força no sentido 
contrário a força peso e recolocá-los na posição inicial.
Já a força de atrito e a força de resistência do ar não são forças conservativas. No tópico 
anterior comentamos sobre a transformação de energia cinética em energia térmica devido 
ao atrito dos pneus. Nessa mesma linha de raciocínio: se estivermos andando de bicicleta, 
e estivermos no topo de uma colina, basta “deixar” a bicicleta descer a colina. A força peso 
irá gerar o movimento. Temos inicialmente uma energia potencial gravitacional armazenada 
devido à altura da colina em relação a planície logo abaixo. Ao iniciar o movimento, a bicicleta 
irá aumentar a velocidade, e chegará um momento que será preciso frear.
89UNIDADE IV Energia Mecânica
Ao frear, será atritado as borrachas do freio com a roda da bicicleta e gerar calor. 
Ao chegar na planície e parado o movimento, a energia cinética será nula (não tem 
velocidade) e a energia potencial gravitacional também será nula, pois, mesmo com a 
força peso, não será mais possível gerar movimento. Para onde foi toda a energia que 
havia no sistema inicialmente? 
Foi convertida em energia térmica, através do atrito. Agora, é possível usarmos 
essa energia térmica de volta, e fazer a bicicleta retornar à posição inicial, no topo da 
colina? Claro que não é possível, isso porque a força de atrito é uma força dissipativa: 
dissipa a energia e não conseguimos usar de volta, para retornar à posição inicial e voltar 
a armazenar a energia. 
Para ter aumento ou diminuição da energia potencial é preciso a ação de forças 
conservativas. E quanto isso acontece, afirmamos que as forças realizaram trabalho sobre o 
objeto. Lembrando que trabalho é o fenômeno na qual uma forma de energia é transformada 
em outra forma de energia por meio da aplicação de força. No exemplo da bicicleta descendo 
a colina, a força peso realiza trabalho sobre a bicicleta, gerando movimento e velocidade, 
ou seja, transformando a energia potencial gravitacional armazenada em energia cinética. 
Com o conhecimento adquirido até o momento, podemos afirmar: a quantidade de energia 
armazenada em um objeto corresponde a medida da capacidade de realizar trabalho.
Estamos falando de energia, e no SI a unidade de medida é o joule (J). Quando 
falamos em energia potencial, 1 joule é a quantidade de energia necessária para elevarmos 
a 1 metro de altura um peso igual a 1 newton (CORRADI et al., 2008).
Vamos falar inicialmente da energia potencial gravitacional. Essa energia está rela-
cionada à altura de um objeto em relação ao solo. É uma grandeza escalar e dependente 
unicamente do seu módulo, fornecido no SI em J. Matematicamente é:
Em que:
Ep: energia potencial gravitacional (J – joules)
m: massa do corpo (kg – quilogramas)
g: aceleração da gravidade (m s-2)
h: altura do corpo em relação ao solo (m – metros)
Algo que merece atenção na energia potencial é a altura h. Essa altura é dada em 
relação a algum ponto em referência.
90UNIDADE IV Energia Mecânica
Por exemplo, um objeto que esteja situado na parte de cima de um muro (Figura 7), 
tem energia potencial gravitacional em relação ao chão. Já quando esse objeto está no solo, 
a energia potencial em relação ao solo é nula, uma vez que o objeto se encontra no mesmo 
nível de referência e não possui diferença de altura (Figura 7). 
FIGURA 7 - ENERGIA POTENCIAL DE UM OBJETO. NO PONTO A O OBJETO POSSUI 
ENERGIA POTENCIAL EM RELAÇÃO AO SOLO. NO PONTO B, A ENERGIA POTENCIAL 
EM RELAÇÃO AO SOLO É NULA, POR NÃO EXISTIR DIFERENÇA DE ALTURA
 
Fonte: O autor (2022).
Vamos ver alguns exemplos.
Uma garrafa pet com massa de 2 kg está sobre uma mesa e se encontra a uma 
altura de 75 cm em relação ao solo. Qual é a energia potencial armazenada nessa garrafa?
E se a garrafa estiver em uma prateleira a 3m de altura em um mercado de vendas 
por atacado?
 
91UNIDADE IV Energia Mecânica
4. ENERGIA MECÂNICA E CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
Chegamos à parte final de nossa disciplina, no qual vamos tratar da energia 
mecânica e sua conservação. Considere um objeto qualquer que tenha massa e esteja 
em movimento livre pelo espaço, e que possua uma certa velocidade, sem sofrer qualquer 
alteração em seu movimento devido a ação de forças. Neste caso, dizemos que o objeto 
está dotado unicamente de energia cinética. Contudo, caso esse objeto passe a ter alguma 
interação, seja magnética, gravitacional ou elástica, o objeto terá também uma parte

O que é energia no trabalho?

Quais as duas formas em que os objetos podem possuir energia?

Qual é a relação entre o trabalho é energia?

Quando se pode afirmar que um corpo tem energia?