Energia e trabalho.

Princípio da conservação da energia.

"Energia não pode ser criada nem destruída, ela é apenas transformada ou transferida."

A Ciência acredita que no Universo exista uma quantidade finita de Energia. Que quantidade é essa? Não sabemos. Só sabemos que ela pode se manifestar nos mais diferentes tipos. Energia pode ser associada a diversos fenômenos, processos ou mesmo objetos. Note:

• Movimento - energia mecânica.
• Temperatura - energia térmica.
• Luz - energia luminosa.
• Eletricidade - energia elétrica.
• Sol - energia solar.
• Vento - energia eólica.

O que temos na lista é só alguns exemplos (pensem em outros!). Portanto o que podemos afirmar sobre energia é que ela é uma grandeza física versátil, que podemos descrever fenômenos naturais em termos de energia, suas formas e transformações.

Quando usamos a grandeza Energia para o estudo da mecânica, um conceito fundamental é o de Trabalho mecânico. O Trabalho é a transferência de energia mecânica através da ação de uma força. Uma força só realiza trabalho quando está na direção do deslocamento da partícula. 

Na figura acima, considere a partícula m sobre a ação de uma única força F ao longo do deslocamento d. A força só realiza Trabalho (w) quando provoca variação da velocidade da partícula. O valor do Trabalho corresponde a quantidade de Energia que a partícula ganha ou perde ao longo do deslocamento. Portanto Energia e Trabalho são medidos na mesma unidade, que no SI é o joule (J).

Leis de Força.

Quando ouvimos a palavra força logo pensamos em esforço físico (muscular). Mas em Física, o conceito de força é bem mais amplo.

As forças no natureza surgem da interação entre dois corpos e sempre aos pares. Gosto da seguinte definição: força é uma grandeza física vetorial a qual atribuimos a capacidade de promover deformações ou alterar o estado de equilíbrio de um corpo.

Para começar nossos estudos separei um grupo de cinco forças que normalmente estão presentes em esquemas mecânicos, aplicadas em corpos sólidos.

A força peso é a força com que o planeta Terra atrai os corpos próximos a sua superfície. Sua direção é sempre vertical com sentido para baixo. Possui intensidade constante, pois depende apenas da massa do corpo e do campo gravitacional local. (Para pontos mais afastados da superfície da Terra o campo gravitacional já não pode ser considerado constante, portanto o peso também não!)

Sempre que há contato entre superfícies sólidas, surge uma força que atua no sentido de impedir a interpenetração das superfícies, ou seja, uma força de apoi chamada força normal.

Ela é sempre perpendicular a superfície de apoi e sua intensidade depende do sistema de forças. (Identifidado pelos vetores!)

Quando há deslizamento, ou tendência de deslizamento, relativo entre duas superfícies de contato, há também a força de atrito, paralela as superfícies e oposta ao deslizamento. Para que haja atrito, é necessário o contato entre as superfícies, portanto o atrito depende da força normal. Veja no infográfico.

Até agora foram três forças. As outras duas forças são: a força de tração, exercida por fios cordas, cabos, etc; e a força elástica, exercida por corpos com propriedades elásticas.

No caso da tração, o fio sempre é considerado inextensível (não altera o seu comprimento). Se não fosse assim, o fio se comportaria como um corpo elástico.

Já os corpos elásticos sempre são representados por uma mola em espiral. Veja nos infográficos.

Por que os corpos caem?

- Os corpos caem por causa da gravidade, oras!

Esperem, a Ciência busca causas imediatas e não causas finais. A gravidade é causa final para uma série de fenômenos, não só a queda dos corpos.

Por isso a resposta mais adequada é:

- Os corpos caem porque sofrem a ação da força peso.

Isso mesmo, o peso é uma força. Esta força depende da massa que o corpo possui e do campo gravitacional no local onde o corpo se encontra. Como o movimento de queda é um movimento acelerado, o campo gravitacional também é chamado de "aceleração da gravidade".

Lembre-se de que estamos falando de locais próximos a superfície da Terra (estime uma altura de 100m). Existem uma série de outros fatores que interferem na queda dos corpos.

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