Aplicações dos conceitos de Energia, Potência, Força, Trabalho

A energia, poder , força e trabalho são conceitos que são completamente interligados e muito presente em muitas das atividades que as pessoas fazem todos os dias.

Energia ( E ) é definida como a capacidade de um corpo para executar um trabalho. Tudo o que acontece no universo usa energia que é transformada em outras formas de energia.

Trabalho ( W ) é a força ( F ) aplicada a um corpo para produzir um deslocamento na mesma direção da força. Força é uma ação de transferência ou perda de energia. Potência ( P ) é a quantidade de trabalho realizado por um corpo em um intervalo de tempo.

Que aplicação os conceitos de Energia, Potência, Força e Trabalho têm na vida cotidiana?

Energia

Uma das formas de energia presentes na vida cotidiana é a energia elétrica. Esse tipo de energia normalmente vem de usinas de energia que transferem eletricidade através de grandes redes de fiação elétrica.

Usinas de energia são usinas de geração que se baseiam na transformação de energia mecânica em energia elétrica, através do uso de combustíveis fósseis, como o petróleo, ou através do uso de outras fontes de energia, como a energia eólica ou hidráulica.

Quando a energia elétrica chega às fábricas, empresas, residências ou usuário final, é transformada em outros tipos de energia através do uso de aparelhos elétricos.

Por exemplo, o ferro elétrico transforma eletricidade em energia térmica, lâmpadas transformam energia em luz, liquidificadores e máquinas de lavar em energia mecânica. Da mesma forma, a eletricidade fornecida ao sistema ferroviário fornece movimento nos trens que se traduz em energia cinética.

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Linhas de transmissão de energia elétrica. [Por Rjcastillo (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:electric_transmission_transmission_lines.jpg)]

A energia de um motor de carro vem da queima de combustível, como gasolina ou gás, para transformá-lo em energia mecânica. Ao tentar parar um carro, para abrandar ou pará-lo, sua energia cinética é transformada em energia térmica que se dissipa no ambiente através dos elementos do sistema de freios.

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Como organismos vivos, as pessoas convertem a energia dos alimentos que consomem em energia calórica ou energia química que é armazenada na gordura nos tecidos orgânicos. Ao se exercitar ou praticar esportes, a pessoa queima calorias ou gordura corporal, influenciando o peso, a massa muscular e o desempenho.

Potência

O conceito de poder está presente ao analisar a operação de máquinas que são projetadas principalmente para executar trabalhos nos corpos. As máquinas são caracterizadas por uma classificação de potência que indica a transferência de energia por unidade de tempo.

O motor de um carro tem uma classificação de potência que depende da capacidade do cilindro. Um carro com alta cilindrada tem maior potência, atinge altas velocidades e consome muita energia.

A potência nos veículos é medida em potência ( HP ). Nos motores elétricos de máquinas de lavar, secadoras, liquidificadores ou liquidificadores, a potência é expressa em watts ( W ) ou quilowatts ( KW ).

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Definição de potência, unidade de potência [por Sgbeer (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Horsepower_plain.svg)]

Os atletas estão muito interessados ​​em melhorar seu poder na execução de atividades rotineiras de treinamento. Um treinamento de força consiste em executar exercícios de aplicação, com maior força de deslocamento, da mesma carga no menor tempo possível.

Ou seja, o treinamento consiste em melhorar a força de aplicação da carga para melhorar a velocidade do movimento e, com isso, melhorar a potência.

Force

O ser humano experimenta diariamente os efeitos das forças. Por exemplo, o esforço para levantar um peso de 2 kg na academia é de aproximadamente 20 Newton, opondo-se à força da gravidade.

Ao empurrar um objeto muito pesado ou ao correr em uma pista de corrida, toda a força dos músculos e ossos é usada para conseguir o deslocamento do objeto ou para atingir altas velocidades.

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A ação de dirigir um carro ou pará-lo requer força. Ao usar o liquidificador ou a máquina de lavar, ocorre um movimento circular que ajuda a esmagar os alimentos ou remover a sujeira das roupas. Esse movimento é devido à força centrípeta que o motor fornece.

As forças presentes na vida cotidiana podem mover objetos, detê-los ou mantê-los em repouso. A explicação desses efeitos está presente nas leis do movimento de Newton.

Um exemplo de aplicação é quando um jogador de futebol chuta uma bola para acelerar e voar verticalmente. A bola atinge uma certa altura que depende da força aplicada. A força da gravidade diminui a velocidade da bola e ela retorna. Ao cair no chão, ele salta várias vezes devido à força elástica do material de que é feito.

Finalmente, a bola rola no chão até parar devido à força de atrito, que é exercida entre a superfície e a bola, subtraindo a energia cinética.

As forças que a mantêm em repouso são a força da gravidade e a força que a sustenta no chão. Essas duas forças são equalizadas e a bola permanece em repouso até que uma nova força aplicada pelo jogador seja aplicada novamente.

Trabalho

Na vida cotidiana, o termo trabalho significa realizar alguma atividade que gera ganho monetário. Na física, o trabalho tem outro significado. O trabalho é feito sempre que uma força aplicada causa deslocamento.

A aplicação de maior força deve resultar em mais trabalho. Da mesma forma, aplicar a mesma força a uma distância maior deve resultar em mais trabalho.

Um exemplo de aplicação de trabalho na vida cotidiana é quando um livro é levantado do chão. Nesse caso, o trabalho é realizado porque uma força vertical é aplicada para obter um deslocamento na mesma direção.

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Se você se move para uma altura maior, o trabalho realizado é maior porque há uma maior transferência de energia, mas se o livro retornar ao mesmo ponto de partida, um trabalho negativo será executado que resultará em perda de energia.

Quando um carro é empurrado horizontalmente a partir de uma posição de repouso, um trabalho é realizado porque o impulso é feito na mesma direção de deslocamento do carro.

Se o carro for empurrado para cima, o trabalho também será realizado pelo componente de força que se opõe à força da gravidade.

Referências

  1. Alonso, M e Finn, E. Física. México: Addison Wesley Longman, 1999. Vol. III.
  2. Dola, G, Duffy, M e Percival, A. Física. Espanha: Heinemann, 2003.
  3. Kittel, C, Knight, WD e Ruderman, M A. Mecânica. EUA: Mc Graw Hill, 1973, Vol. I.
  4. Walker, J, Halliday, D e Resnick, R. Fundamentos de Física. EUA: Wiley, 2014.
  5. Hewitt, D. E. Ciência da Engenharia II. Nova York: Mcmillan Technician Series, 1978.

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