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Trabalho e energia cinética

A Energia Cinética (EC) é a energia que um corpo (sistema) tem em virtude de seu movimento (velocidade). Como a velocidade de um corpo é sempre relativa a um referencial, este deve ser explicitado no cálculo da Energia Cinética. Note-se que se um sistema é composto por diversas partes (sub-sistemas) com diferentes velocidades, o mesmo referencial deve ser usado para expressar a Energia Cinética dos sub-sistemas em uma equação.

EC=1/2 MV2

Energia potencial gravitacional

A Energia Potencial (EP) é a energia que o sistema tem em virtude de sua posição em um campo de forças. Usualmente, os campos de forças que podem ser de interesse são campos conservativos tais como o gravitacional, o elétrico e o magnético. Forças de mola, hidrostáticas e de tensão superficial também dão origem à Energia Potencial. O valor desta parcela deve também ser calculado em relação a um referencial comum. A energia potencial gravitacional é a energia potencial mais familiar porque é muito vista no dia a dia, aparecendo em muitos tipos de movimentos em que é convertida em energia cinética, como por exemplo: na queda de objetos, no sistema solar, no balançar do pêndulo, no arremesso de dardos, ao pular, e muitos outros exemplos que envolvam gravidade.

O seu potencial tem como causa, como o nome sugere a força da gravidade, que por definição, esta relacionada com a massa dos corpos e as separações entre essas.

A quantidade é a (EPG). As unidades de EPG são as mesmas que as de EC e trabalho.

A EPG está associada à força de gravidade, portanto é um atributo de um sistema que inclui tanto o corpo como a Terra.

Entretanto, se consideramos que a força de gravidade é igual a m.g, podemos determinar a EPG, para um dado valor de g, conhecendo apenas a massa e a elevação do corpo em relação a um nível de referência adotado. Com essas considerações, a EPG resulta ser uma propriedade extensiva do corpo.

Consideraremos, aqui, somente pequenas variações de elevações. Assim, a força gravitacional que atua sobre um corpo será considerada constante. Entretanto, o conceito de EPG pode também ser formulado de maneira a incluir as variações da força de gravidade com a altura.

A Equação estabelece que o trabalho de todas as forças externas que atuam sobre o corpo, exceto a força de gravidade, é igual à soma das variações de EC e EPG do corpo.

Quando a força resultante causa o aumento da elevação do corpo ou a aceleração do mesmo (ou ambas as coisas), o trabalho realizado pela força pode ser considerado uma transferência de energia para o corpo. Esta energia é armazenada no corpo como EC e (ou) EPG.

Esta interpretação da Equação introduz a idéia de que a energia é uma propriedade extensiva que se conserva.

A interpretação da Equação como uma expressão do princípio de conservação da energia pode ser reforçada considerando o caso especial de um corpo sobre o qual atua somente a força de gravidade.

Neste caso R=0 e a Equação reduz-se a: