Tipos de Energia
TIPOS DE ENERGIA
Podemos definir energia como sendo a propriedade que determinado corpo ou sistema possui que lhe permite realizar trabalho, é uma transferência de energia para um corpo ou sistema de corpos na razão da aplicação de uma força.
Portanto um corpo ou sistema qualquer que realiza ou é capaz de realizar trabalho, possui
energia, pois é capaz de realizar trabalho efetuando um deslocamento ou produzindo deformação em outro corpo.
Essa é a expressão da energia cinética de um corpo de massa m no instante em que ele possui velocidade de intensidade V.
Portanto:
Energia Cinética (Resumo)
Teorema da energia cinética
Definição do Teorema da Energia Cinética: “O trabalho da resultante de todas as forças que agem sobre um corpo é igual à variação da energia cinética sofrida pelo corpo”
Assim, o trabalho da força resultante sobre o carro de massa m da figura acima no seu deslocamento de A para B é fornecido por:
As expressões acima são válidas seja a força resultante conservativa ou não.
Teorema da energia cinética (Resumo)
Informações:
Gráfico da energia cinética em função da velocidade
Gráfico da energia cinética em função do tempo para um corpo em queda livre a partir do repouso
Energia potencial gravitacional
Considere um corpo de massa m que se encontra num ponto P que está a uma determinada altura
h de outro ponto Q.
onde:
Resumo:
Energia potencial gravitacional
Atenção:
A energia potencial gravitacional numa posição qualquer, depende do referencial ou do nível adotado. Assim, na figura:
Trabalho como variação de energia potencial gravitacional
Na figura, a borboleta de massa m vai de A até C pelas trajetórias I, II e III até uma altura h, acima do ponto A, tomado como referencial.
Resumo:
Trabalho como variação de energia potencial gravitacional
Energia potencial elástica
Quando se provoca a deformação, realiza-se trabalho, armazenado sob forma de energia potencial elástica que poderá se transformar em energia cinética, se a força externa 
que está deformando (esticando) a mola ou o elástico deixar de agir.
Resumo:
Energia potencial elástica
O que você deve saber, informações e dicas
Da mesma maneira que a velocidade é relativa (depende do referencial adotado) a energia cinética também é relativa.
Exemplo:
Dois homens, Chico e Boca, correm com velocidades horizontais constantes de 2,0 m/s e 3,0 m/s respectivamente, em relação ao referencial O fixo no solo, conforme mostra a figura.
A massa de Chico é 50 Kg, a de Boca é 70 kg.
As energias cinéticas de Chico e de Boca em relação a um referencial localizado em
Chico serão:
Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre
Tipos de Energia
01- (Fatec - SP)
Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2 000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista.
Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a
10 
.
Desprezando-se a massa do motorista, assinale a alternativa que apresenta, em Joules, a variação da energia cinética desse automóvel, do início da frenagem até o momento de sua parada.
Resolução:
R- D
02 – (PUC - RJ)
Sabendo que um corredor cibernético de 80 kg, partindo do repouso, realiza a prova de 200 m
em 20 s mantendo uma aceleração constante de a = 1,0 m/s², pode-se afirmar que a energia cinética atingida pelo corredor no final dos 200 m, em Joules, é:
A) 12 000
B) 13 000
C) 14 000
D) 15 000
E) 16 000
Resolução:
São dados:
R- E
03- (UDESC - SC)
Três homens, João, Pedro e Paulo, correm com velocidades horizontais constantes de 1,0 m/s,
1,0 m/s e 2,0 m/s respectivamente (em relação a O, conforme mostra a figura).
A massa de João é 50 Kg, a de Pedro é 50 kg e a de Paulo é 60 Kg.
As energias cinéticas de Pedro e Paulo em relação a um referencial localizado em João são:
a) 0 J e 30 J
b) 25 J e 120 J
c) 0 J e 0 J
d) 100 J e 270 J
e) 100 J e 120 J
Resolução:
R- A
04- (UNIFESP - SP)
Uma criança de massa 40 kg viaja no carro dos pais, sentada no banco de trás, presa pelo cinto de segurança.
Num determinado momento, o carro atinge a velocidade de 72 km/h. Nesse instante, a energia cinética dessa criança é:
a) igual à energia cinética do conjunto carro mais passageiros.
b) zero, pois fisicamente a criança não tem velocidade, logo, não tem energia cinética.
c) 8000 J em relação ao carro e zero em relação à estrada.
d) 8000 J em relação à estrada e zero em relação ao carro.
e) 8000 J, independente do referencial considerado, pois a energia é um conceito absoluto.
Resolução:
São dados:
Massa da criança 
m = 40 kg
R- D
05- (UFPE - PE)
Um objeto é abandonado a partir do repouso, em t = 0, no topo de um plano inclinado. Desprezando o atrito, qual dos gráficos a seguir melhor representa a variação da energia cinética do objeto em função do tempo?
Resolução:
Gráfico da energia cinética em função do tempo para um corpo em queda livre a partir do repouso
R- B
06- (ENEM – MEC)
Analisando a ficha técnica de um automóvel popular, verificam-se algumas características em relação ao seu desempenho.
Considerando o mesmo automóvel em duas versões, uma delas funcionando a álcool e outra, a
gasolina, tem-se os dados apresentados no quadro, em relação ao desempenho de cada motor.
Considerando desprezível a resistência do ar, qual versão apresenta a maior potência?
a) Como a versão a gasolina consegue a maior aceleração, esta é a que desenvolve a maior potência.
b) Como a versão a gasolina atinge o maior valor de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência.
c) Como a versão a álcool apresenta a maior taxa de variação de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência.
d) Como ambas as versões apresentam a mesma variação de velocidade no cálculo da aceleração, a potência desenvolvida é a mesma.
e) Como a versão a gasolina fica com o motor trabalhando por mais tempo para atingir os 100 km/h, esta é a que desenvolve a maior potência.
Resolução:
A teoria utilizada na resolução do exercício está a seguir:
Teorema da energia cinética
Potência (P)
R- C
07- (UFLA - MG)
O kevlar é uma fibra constituída de uma longa cadeia molecular de poly-paraphenylene teraphthalamide, que associa leveza, flexibilidade e, principalmente, alta resistência à ruptura. Entre as inúmeras aplicações dessa fibra, está a confecção de coletes à prova de balas.
Considere um projétil de massa 50 g com velocidade de 200m/s que se choca com essa fibra e penetra 0,5 cm.
Pode-se afirmar que o kevlar apresentou uma força de resistência média de:
Resolução:
Dados:
O trabalho realizado pela fibra de kevlar é igual ao trabalho realizado pela força resultante resistiva da fibra que se opõe à bala, parando-a.
R- A
08- (PUC - PR)
Um carrinho de brinquedo, de massa 2 kg, é empurrado ao longo de uma trajetória retilínea e horizontal por uma força variável, cuja direção é paralela à trajetória do carrinho.
O gráfico adiante mostra a variação do módulo da força aplicada, em função do deslocamento do carrinho.
Sabendo que o carrinho partiu do repouso, calcule sua velocidade quando seu deslocamento for igual a 10m
Resolução:
O trabalho da força resultante no deslocamento de 0 até 10 m é numericamente igual à área do triângulo hachurado da figura abaixo:
09- (UNICAMP - SP)
Em determinados meses do ano observa-se significativo aumento do número de estrelas cadentes em certas regiões do céu, número que chega a ser da ordem de uma centena de estrelas cadentes por hora.
Esse fenômeno é chamado de chuva de meteoros ou chuva de estrelas cadentes, e as mais importantes são as chuvas de Perseidas e de Leônidas.
Isso ocorre quando a Terra cruza a órbita de algum cometa que deixou uma nuvem de partículas no seu caminho.
Na sua maioria, essas partículas são pequenas como grãos de poeira, e, ao penetrarem na atmosfera da Terra, são aquecidas pelo atrito com o ar e produzem os rastros de luz observados.
Uma partícula entra na atmosfera terrestre e é completamente freada pela força de atrito com o ar após se deslocar por uma distância de 1,5 km.
Despreze o trabalho do peso nesse deslocamento.
Resolução:
Como o trabalho da força peso é desprezado, você pode considerar, no processo de frenagem, apenas o trabalho da força de atrito que está fazendo a partícula de massa m parar (V = 0).
10 -(UFV - MG)
Uma pessoa pode subir do nível A para o nível B por três caminhos: uma rampa, uma corda e uma escada.
Ao mudar de nível, a variação da energia potencial da pessoa é:
a) a mesma, pelos três caminhos.
b) menor, pela rampa.
c) maior, pela escada.
d) maior pela corda.
e) maior pela rampa
Resolução:
Ao mudar de nível, a variação da energia potencial que corresponde ao trabalho realizado pelo peso da pessoa é o mesmo por qualquer um dos caminhos (como o peso é uma força conservativa o trabalho por ele realizado independe da trajetória)
R- A
11- (fisicaevestibular)
Uma pessoa de massa 70 kg sobe um lance de escada de 5 degraus, cada um com 30 cm de altura. Determine, considerando g =10 :
a) A energia potencial gravitacional adquirida pela pessoa em relação ao pavimento.
b) O trabalho realizado pelo peso da pessoa neste deslocamento.
c) Se a pessoa tivesse subido pela trajetória da direita, o trabalho da força peso da pessoa seria diferente? Justifique.
Resolução:
12- (UFSCAR - SP)
Quino, criador da personagem Mafalda, é também conhecido por seus quadrinhos repletos de humor chocante. Aqui, o executivo do alto escalão está prestes a cair em uma armadilha fatal.
Considere que:
o centro de massa do tubo suspenso, relativamente à parte inferior do tubo, está localizado a uma distância igual à altura da cartola do executivo;
a distância do centro de massa do tubo até o topo da cartola é 3,2 m;
a vertical que passa pelo centro de massa do tubo passa também pela cabeça do executivo;
o tubo tem massa de 450 kg e, durante uma queda, não sofreria ação significativa da resistência do ar, descendo com aceleração de 10 ;
comparativamente à massa do tubo, a corda tem massa que se pode considerar desprezível.
Para preparar a armadilha, o tubo foi içado a 5,5 m do chão pela própria corda que posteriormente o sustentou.
a) Após esmagar a cartola, sem resistência significativa, com que velocidade, em m/s, o tubo atingiria a cabeça do executivo?
b) Para preparar a armadilha, o tubo foi içado a 5,5 m do chão pela própria corda que posteriormente o sustentou. Determine o trabalho, em J, realizado pela força peso na ascensão do tubo.
A figura abaixo mostra as informações fornecidas acima.
13- (UFG - GO)
Em um edifício de M andares moram N pessoas por andar. Cada andar possui altura h.
O elevador do edifício possui um contrapeso e, por isso, quando se move vazio, o consumo de energia pode ser desprezado.
Seja m a massa média dos moradores que utilizam o elevador, individualmente, duas vezes por dia. Desprezando-se as perdas por atrito, a energia total consumida pelo motor do elevador, em um dia, é
Resolução:
R- C
14- (UNICAMP - SP)
Um projeto do governo brasileiro, que pretende aumentar a irrigação na região Nordeste, planeja a transposição das águas do Rio São Francisco.
a) Qual será a massa de água bombeada em cada segundo no Eixo Norte?
b) Qual será o aumento de energia potencial gravitacional dessa massa?
c) Conhecendo a quantidade de água bombeada em cada segundo e o correspondente aumento da energia potencial gravitacional, o engenheiro pode determinar a potência do sistema de bombeamento, que é um dado crucial do projeto dos Eixos.
Determine a potência do sistema do Eixo Leste.
Resolução:
15- (Uerj - RJ)
Uma mola, que apresenta uma determinada constante elástica, está fixada verticalmente por uma de suas extremidades, conforme figura 1.
Ao acoplarmos a extremidade livre a um corpo de massa M, o comprimento da mola foi acrescido de um valor X, e ela passou a armazenar uma energia elástica E, conforme figura 2.
Em função de 
, o gráfico que melhor representa E está indicado em:
Observe que o gráfico é de E em função de , então o gráfico ~e uma reta inclinada ascendente.
R- A
Observação: Se fosse em função de x seria a alternativa b
16- (UNICAMP - SP)
Num conjunto arco e flecha, a energia potencial elástica é transformada em energia cinética da flecha durante o lançamento.
A força da corda sobre a flecha é proporcional ao deslocamento x, como ilustrado no gráfico.
Quando a corda é solta, o deslocamento é x = 0,6 m e a força é de 300 N. Qual a energia potencial elástica nesse instante?
Resolução:
O sistema arco flexa se comporta como uma mola de constante elástica k fornecida pelo gráfico.
17- (UNESP - SP)
Uma mola de constante elástica igual a 10 N/m é esticada desde sua posição de equilíbrio até uma
posição em que seu comprimento aumentou 20 cm. A energia potencial da mola esticada é:
a) 0,1 J
b) 0,2 J
c) 0,5 J
d) 0,8 J
e) 1,0 J
Resolução:
R- B
18- (UNIFESP - SP)
Numa mola atua uma força elástica do tipo F = k.x, em que k = 150,0 N/m e x é a deformação que ela provoca.
O comprimento da mola passa então de 2,500 cm para 2,000 cm. Por efeito dessa deformação, qual é o aumento de energia potencial, em joules, acumulada na mola?
Resolução:
19- (FUVEST - SP)
Um menino puxa, com uma corda, na direção horizontal, um cachorro de brinquedo formado por duas partes, A e B, ligadas entre si por uma mola, como ilustra a figura abaixo.
Nessas condições, determine:
a) O módulo T da força exercida pelo menino sobre a parte B.
b) O trabalho W realizado pela força que o menino faz para puxar o brinquedo por 2 minutos.
c) O módulo F da força exercida pela mola sobre a parte A.
d) O comprimento x da mola, com o brinquedo em movimento.
Resolução:
a) Como as partes se movem em movimento retilíneo e uniforme, a resultante das forças em cada uma delas é nula.
c) Do resultado obtido no item a F = 1,5 N
