MAGISTÉRIO N 50 SÃO JOÃO PAULO II ICRA

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MAGISTÉRIO SÃO JOÃO PAULO II Nº 50- (M.S.J.P) MALANJE
FÍSICA
TRABALHO E ENERGIA
GRUPO: 1
SALA: 5
TURMA: A
PERÍODO: TARDE
CLASSE: 10ª
CURSO: E.M.C E LÍNGUA PORTUGUESA
 DOCENTE
 ___________________________ 
	 
Malanje;2025
FÍSICA
TRABALHO E ENERGIA
INTEGRANTES DO GRUPO 
	Nº 
	Nome 
	Nota da defesa 
	Nota do trabalho 
	1. 
	Alexandre Zongo
	
	
	2. 
	
	
	
	3. 
	António Cabeto
	
	
	4. 
	Augusto Matias
	
	
	5. 
	Benilson Fernandes 
	
	
	6. 
	Benvindo Esteves
	
	
	7. 
	Bernardo Noé
	
	
	8. 
	Conceição Fernandes
	
	
	9. 
	Consta Canda
	
	
	10. 
	Cristóvão Muassangue
	
	
	11. 
	Daniel Miranda
	
	
	12. 
	
	
	
	13. 
	Dário António 
	
	
ÍNDICE
INTRODUÇÃO	4
CAPÍTULO I – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	5
1.1.Definição de termos e conceitos	5
1.1.1.Trabalho	5
1.1.2.Tipos de trabalho	6
1.2.Trabalho e energia	6
1.3.Trabalho e energia cinética	6
Trabalho realizado pela força Peso	7
Trabalho motor e trabalho resistente	7
1.4.Energia	8
1.4.1.Tipos de energia	8
1.4.2.Energia mecânica	8
1.4.3.Energia cinética	9
1.4.4.Energia potencial gravitacional	9
1.4.6.Energia elétrica	10
1.4.7.Energia química	10
1.5. Exercícios sobre trabalho e energia	11
CONCLUSÃO	12
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	13
INTRODUÇÃO 
Nosso trabalho tem como tema “Trabalho e Energia”. A Energia está associada à capacidade de produção de ação e movimento em um corpo. Isto é, a existência da energia possibilita a realização de trabalho. Tecnicamente, a energia é uma grandeza escalar associada a um estado de um ou mais corpos (sistema). Entretanto, esta definição é excessivamente vaga para ser útil num contexto inicial. Devemos nos restringir a determinadas formas de energia, como a manifestada pelo movimento de um corpo, pela sua posição em relação a outros, pela sua deformação, etc. Encontramos a energia em várias formas na natureza: energia cinética, energia térmica, energia potencial, etc. O trabalho é a energia que é transferida para um corpo, devido à aplicação de uma força ao longo de um deslocamento. Por exemplo, se empurramos uma caixa, estamos transferindo energia nossa para a caixa.
Objectivo geral do trabalho 	
· Compreender o breve resumo sobre o trabalho e energia.
Objectivos específicos 
· Identificar os tipos de trabalho;
· Descrever os tipos de energias;
· Esclarecer os exercícios exemplificados do trabalho e energia
CAPÍTULO I – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
1.1. Definição de termos e conceitos 
1.1.1. Trabalho 
Trabalho é uma grandeza física relacionada a transferência de energia devido a atuação de uma força. Realizamos um trabalho quando aplicamos uma força em um corpo e este sofre um deslocamento.
Em física, trabalho (normalmente representado por W, do inglês work, ou pela letra grega ) é uma medida da energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.
O trabalho de uma força F aplicada ao longo de um caminho C pode ser calculado de forma geral através da seguinte integral de linha:
Onde:
· F é o vector força
· r é o vector deslocamento.
O trabalho é um número real, que pode ser positivo ou negativo. Quando a força atua no sentido do deslocamento, o trabalho é positivo, isto é, existe energia sendo acrescentada ao corpo ou sistema. O contrário também é verdadeiro, uma força no sentido oposto ao deslocamento retira energia do corpo ou sistema. Qual tipo de energia, se energia cinética ou energia potencial, depende do sistema em consideração.
Como mostra a equação acima, a existência de uma força não é sinônimo de realização de trabalho. Para que tal aconteça, é necessário que haja deslocamento do ponto de aplicação da força e que haja uma componente não nula da força na direção do deslocamento. 
É por esta razão que aparece um produto interno entre F e r. Por exemplo, um corpo em movimento circular uniforme (velocidade angular constante) está sujeito a uma força centrípeta. No entanto, esta força não realiza trabalho, visto que é perpendicular à trajetória.
Portanto há duas condições para que uma força realize trabalho:
· Que haja deslocamento;
· Que haja força ou componente da força na direção do deslocamento.
Esta definição é válida para qualquer tipo de força, independentemente da sua origem. Assim, pode tratar-se de uma força de atrito, gravítica (gravitacional), eléctrica, magnética, etc.
Apesar da força e do deslocamento serem duas grandezas vetoriais, o trabalho é uma grandeza escalar, ou seja, fica totalmente definida com um valor numérico e uma unidade.
A unidade de medida do trabalho no sistema internacional de unidades é o N.m. Essa unidade recebe o nome de joule (J).
1.1.2. Tipos de trabalho
· Trabalho nulo, quando o trabalho é igual a zero;
· Trabalho potente/motor, quando a força e o deslocamento estão no mesmo sentido;
· Trabalho resistente, quando a força e deslocamento possuem sentidos contrários (geralmente representado por T= -F.d).
1.2. Trabalho e energia
Se uma força F é aplicada num corpo que realiza um deslocamento dr, o trabalho realizado pela força é uma grandeza escalar de valor:
dW=F⋅drSe a massa do corpo for suposta constante, e obtivermos dWtotal como o trabalho total realizado sobre o corpo (obtido pela soma do trabalho realizado por cada uma das forças que atua sobre o mesmo), então, aplicando a segunda lei de Newton pode-se demonstrar que:
dWtotal=dEconde Ec é a energia cinética. Para um ponto material, Ec é definida como:
1.3. Trabalho e energia cinética 
Para calcular o trabalho que uma força realiza sobre um objeto quando este sofre um deslocamento, usamos apenas a componente da força em relação ao deslocamento do objeto. A componente da força perpendicular ao deslocamento não realiza trabalho.
W =F.d (trabalho executado por uma força constante)
ou ainda: W =Fdcosφ,
 onde φé o ângulo entre a força e o deslocamento. 
Existem duas restrições para o uso desta equação acima: 
· A força deve ser constante, ou seja, nem o módulo nem a orientação da força deve variar durante o deslocamento do objeto). 
· O objeto deve se comportar como uma partícula, ou seja, o objeto deve ser rígido. 
O sinal do trabalho Î Pode ser positivo ou negativo. Se o ângulo φ é menor do que 900, cos φ é positivo e o trabalho é positivo. Se φé maior do que 900 e menor que 1800, cos φ é negativo e o trabalho é negativo. Se φ=900, o trabalho é nulo. Esses resultados levam a uma regra simples: 
Para determinar o sinal do trabalho realizado por uma força considere a componente da força paralela ao deslocamento. 
Uma força realiza trabalho positivo se possui uma componente vetorial no mesmo sentido do deslocamento, e realiza trabalho negativo quando possui uma componente vetorial no sentido oposto. A força possui um trabalho nulo quando NÃO possuir uma componente vetorial na direção do deslocamento. 
Trabalho realizado pela força Peso 
Imagine uma bola de massa m lançada verticalmente para cima com velocidade inicial
vo e, portanto possui uma energia cinética inicial K =mv02 . A bola é desacelerada na subida pela força gravitacional, fazendo a velocidade da bola diminuir, diminuindo assim sua energia cinética. Assim, a força gravitacional realizou trabalho sobre a bola durante a subida. 
Lembrando que trabalho pode ser escrito como: W = F d cosφ, onde φ é o ângulo entre a força aplicada e o deslocamento, podemos escrever para a força peso: 
Trabalho motor e trabalho resistente
Trabalho motor é nome que se dá ao trabalho que é realizado a favor do movimento de um corpo, dotando-lhe de energia cinética.
Em contrapartida, o trabalho resistente é aquele em que se aplica uma força contrária ao movimento, fazendo com que o corpo tenha sua energia cinética reduzida e/ou transformada em outros tipos de energia, tais como energia potencial gravitacional ou energia térmica, para o caso em que atueuma força dissipativa.
No trabalho motor, os vetores de força e deslocamento são paralelos (ângulo de 0º). Já no trabalho resistente, esses vetores são opostos (ângulo de 180º). Confira exemplos de situações em que há realização de trabalho motor e trabalho resistente
· Quando empurramos um carrinho de supermercado, realizamos um trabalho motor.
· Quando as pastilhas dos freios de uma bicicleta pressionam o aro, a força de atrito realiza um trabalho resistente.
· Quando estamos descendo uma escada, a força peso realiza um trabalho motor.
· Quando subimos uma escada, a força peso realiza um trabalho resistente.
1.4. Energia
Energia é a capacidade de algo gerar força em um determinado corpo, substância ou sistema. Trabalho é a medida da energia que é transferida para um corpo, em razão da aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.
Energia é a capacidade de algo gerar força em um determinado corpo, substância ou sistema. Na física, a energia está associada à capacidade de qualquer corpo de produzir trabalho, ação ou movimento.
De acordo com as leis da física, a energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da Termodinâmica), sendo cada um dos tipos de energia capaz de provocar fenômenos determinados e característicos nos sistemas físicos.
1.4.1. Tipos de energia
1.4.2. Energia mecânica
A energia mecânica pode ser definida como a capacidade de um corpo realizar trabalho. Quando essa capacidade de realizar trabalho está relacionada com o movimento, ela é chamada de energia cinética. Porém, se a capacidade de realizar trabalho estiver relacionada com a posição de um corpo, ela é chamada de energia potencial.
Dentro da energia mecânica, podemos dividi-las em:
· Energia Cinética: é a energia que está relacionada ao movimento dos corpos;
· Energia Potencial (gravitacional, elástica, elétrica, etc.): é a energia que um corpo possui em relação à posição particular que ele ocupa.
Na ausência de atrito, a energia mecânica total de um sistema se conserva, havendo apenas a transformação de energia potencial em energia cinética e vice-versa. 
Emec= Ec + Ep
É importante deixar bem claro que o trabalho e as formas de energia são grandezas escalares. Grandeza é tudo aquilo que pode ser medido, ou seja, que pode ser representado por um número.
Quando uma medida pode ser determinada apenas pelos dados numéricos e a unidade de medida, sem que seja necessário saber sua orientação, trata-se de uma grandeza escalar.
1.4.3. Energia cinética
Este parâmetro de energia está diretamente relacionado com a velocidade. Em outras palavras, uma partícula só terá energia cinética uma vez que ela está em movimento, adquirindo assim uma certa velocidade.
Para calcular a energia cinética de um corpo, devemos aplicar a fórmula Ec = mv²/2, em que:
Ec – energia cinética dada em joules;
m – massa do corpo dada em kg;
v – velocidade do corpo dada em m/s.
É muito importante ressaltarmos que não importa o valor numérico da velocidade da partícula, isto é, a partícula pode se encontrar a 0,0001 m/s de deslocamento e ainda sim ela terá uma energia cinética vinculada a seu movimento.
1.4.4. Energia potencial gravitacional
Já a energia potencial gravitacional não tem ligação direta com a velocidade de deslocamento, mas sim com a altura do objeto em relação ao solo terrestre. Nesse contexto, uma bola que está no chão (a 0 metros do solo, já que ela está em contato direto) não tem nenhuma energia potencial gravitacional.
Por outro lado, se essa mesma bola agora estiver a uma altura de 10 m do solo, agora ela apresentará uma energia potencial gravitacional, podendo ser calculada pela fórmula Ep = mgh, em que:
· Ep – energia potencial gravitacional em joules;
· m – massa do objeto em kg;
· g – gravidade dada em m/s²;
· h – altura do objeto em relação ao solo terrestre.
1.4.5. Energia térmica
A energia térmica é uma forma de energia que está relacionada com as altas temperaturas e o calor. A energia térmica é formada como consequência da energia cinética(movimentação) das moléculas e partículas de um determinado corpo.
Quanto maior o movimento destas partículas, maior será a temperatura e, consequentemente, mais intensa será a energia térmica liberada.
1.4.6. Energia elétrica
A energia elétrica é a principal fonte de energia do mundo, produzida a partir do potencial elétrico de dois pontos de um condutor. Foi o filósofo grego Tales de Mileto quem descobriu por meio de uma experiência, as cargas elétricas e, a partir disso, a palavra “eletricidade” começou a ser utilizada.
1.4.7. Energia química
Energia química é um tipo de energia que está armazenada em todas as matérias com ligações químicas, sendo liberada a partir da quebra dessas ligações.
Por estar contida em determinadas matérias, a energia química também pode ser considerada uma energia potencial.
Para que haja a liberação da energia química é necessário que ocorra uma interferência forte sobre a matéria, alterando a condição das ligações químicas desta.
1.4.8. Energia nuclear
Energia nuclear, também conhecida como energia atômica, é a energia produzida a partir da fissão do núcleo de um átomo, que libera uma grande quantidade de calor, suficiente para produzir energia considerada limpa e renovável.
1.5. Exercícios sobre trabalho e energia
1. Em uma estação ferroviária, existe uma mola destinada a parar sem dano o movimento de locomotivas. Admitindo-se que a locomotiva a ser parada tem velocidade de 7,2 km/h, massa de 7.104 kg, e a mola sofre uma deformação de 1 m, qual deve ser a constante elástica da mola?
a) 28.104 N/m.
b) 362.104 N/m.
c) 28.104 J.
Solução
Letra “A”. Neste caso, temos a equivalência da energia cinética com a energia potencial elástica Ep, dada por kx²/2, logo:
Ep = Ec
(Kx2 )/2 = (m.v2)/2
K = m.v2/x2
K = 7.104. 22
K = 28 . 104N/m.
2. Considere uma bola de tênis arremessada do alto do teto de uma casa que mede 3 metros. Sabendo que essa bola tem massa de 0,20 kg, e, em 2 segundos após sair da mão do arremessador ela alcançou uma velocidade de 25 m/s, calcule:
a) a energia cinética da bola após 2 segundos de seu lançamento;
b) a energia potencial gravitacional da bola imediatamente antes de ser lançada.
Solução
a) Para achar a Ec, basta aplicarmos a fórmula, portanto:
Ec = mv²/2
Ec = /2
Ec = 62,5 J.
b) Já no cálculo da Ep, devemos utilizar Ep = mgh.
Ep = mgh
Ep = 0,20 x 10 x 3
Ep = 6,0 J.
Ee=UqCONCLUSÃO 
Com base os objetivos que orientaram o trabalho o grupo chegou a seguinte conclusão:
Trabalho é uma grandeza física relacionada a transferência de energia devido a atuação de uma força. Realizamos um trabalho quando aplicamos uma força em um corpo e este sofre um deslocamento. Em física, trabalho (normalmente representado por W, do inglês work, ou pela letra grega ) é uma medida da energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento. Para calcular o trabalho que uma força realiza sobre um objeto quando este sofre um deslocamento, usamos apenas a componente da força em relação ao deslocamento do objeto. A componente da força perpendicular ao deslocamento não realiza trabalho. Energia é a capacidade de algo gerar força em um determinado corpo, substância ou sistema. Trabalho é a medida da energia que é transferida para um corpo, em razão da aplicação de uma força ao longo de um deslocamento.Energia é a capacidade de algo gerar força em um determinado corpo, substância ou sistema. Na física, a energia está associada à capacidade de qualquer corpo de produzir trabalho, ação ou movimento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 Energia Potencial» (PDF). UFSM. 1 páginas. Consultado em 2 de Outubro de 2012
 Energia Potencial». Consultado em 2 de Outubro de 2012
Energia Cinética Potencial e Mecânica». Consultado em 2 de Outubro de 2012
Conservação de Energia» (PDF). Consultado em 2 de Outubro de 2012
Energia potencial gravitacional». infoescola. Consultado em 3 de Outubro de 2012
Silva, João Freitas. http://educacao.uol.com.br/fisica/forca-gravitacional.jhtm. Consultado em 3 de Outubro de 2012 Em falta ou vazio |título= (ajuda)Lisboa, Universidade Técnica de. «Página não encontrada - e-escola». www.e-escola.pt
Energia Potencial. A energia potencial gravitacional e elástica - Alunos Online». Alunos Online
Energia potencial elástica ou de deformação.»
Lei de Hooke.»
Força elétrica e campo elétrico, lei de coulomb»
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. (2016). Física: mecânica. 1 14 ed. São Paulo: Pearson. p. 196-202. ISBN 978-85-430-0568-3
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