Aplicações dos conceitos de Energia, Potência, Força, Trabalho - Ciência - 2023

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o energia, poder, forçae o trabalho São conceitos totalmente inter-relacionados e muito presentes em muitas das atividades que as pessoas realizam no dia a dia.

A energia (E) é definido como a capacidade de um corpo para realizar trabalho. Tudo o que acontece no universo usa energia que se transforma em outras formas de energia.

O 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. A potencia (P) é a quantidade de trabalho realizado por um corpo em um intervalo de tempo.

Qual a aplicação dos conceitos de Energia, Potência, Força e Trabalho na vida diária?

Energia

Uma das formas de energia que está presente na vida cotidiana é a energia elétrica. Esse tipo de energia normalmente vem de usinas que transferem eletricidade por meio de grandes redes de fiação elétrica.

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

Quando a energia elétrica chega às fábricas, empresas, residências ou ao usuário final, ela é transformada em outros tipos de energia por meio 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 é traduzido em energia cinética.

A energia no motor de um carro vem da queima de combustível, como gasolina ou gás, para transformá-lo em energia mecânica. Ao tentar frear um carro, seja para desacelerar ou pará-lo, sua energia cinética é transformada em energia térmica que é dissipada para o meio ambiente pelos elementos do sistema de frenagem.

Como organismos vivos, as pessoas convertem a energia dos alimentos que comem em energia calórica ou energia química que é armazenada na gordura dos tecidos do corpo. Ao se exercitar ou praticar esportes, a pessoa queima calorias ou gordura corporal, influenciando no peso, massa muscular e desempenho.

Poder

O conceito de potência está presente quando se analisa o funcionamento de máquinas que se destinam principalmente a realizar trabalhos em carrocerias. 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 cilindrada. Um carro com cilindrada elevada tem mais potência, atinge altas velocidades e consome muita energia.

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

Os atletas estão muito interessados em melhorar sua potência na execução de atividades de treinamento de rotina. Um treinamento de força consiste em realizar exercícios de aplicação, de maior força de deslocamento, da mesma carga no menor tempo possível.

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

Força

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

Empurrar um objeto muito pesado ou correr em uma pista de corrida usa toda a força dos músculos e ossos para conseguir o deslocamento do objeto ou para atingir altas velocidades.

O ato de dirigir ou parar um carro requer a aplicação de força. Ao usar o liquidificador ou a máquina de lavar, há um movimento circular que ajuda a triturar os alimentos ou remover a sujeira da roupa. Este movimento é devido à força centrípeta fornecida pelo motor.

As forças que estão presentes na vida diária podem mover objetos, pará-los ou mantê-los em repouso. A explicação para esses efeitos está presente nas leis do movimento de Newton.

Um exemplo de aplicação é quando um jogador de futebol chuta uma bola para fazê-la acelerar e voar verticalmente. A bola atinge uma certa altura que vai depender da força aplicada. A força da gravidade desacelera a bola e ela rola para trás. Ao cair ao solo salta várias vezes devido à força elástica do material de que é feito.

Por fim, a bola rola no solo até parar devido à ação da força de atrito, que se exerce entre a superfície e a bola, subtraindo a energia cinética.

As forças que o mantêm em repouso são a força da gravidade e a força que o mantém no solo. Essas duas forças são equalizadas e a bola permanece em repouso até que uma nova força exercida pelo jogador de futebol seja aplicada a ela novamente.

Trabalho

Na vida cotidiana, o termo trabalho significa realizar alguma atividade que gere ganho monetário. Na física, o trabalho tem outro significado. O trabalho é realizado 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 sendo executado.

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

Se for movido para uma altura maior, o trabalho realizado é maior porque há uma maior transferência de energia, mas se o livro for devolvido ao mesmo ponto de partida, é feito um trabalho negativo que resulta em uma perda de energia.

Quando um carro é empurrado horizontalmente a partir de uma posição de descanso, o trabalho é feito porque o empurrão é feito na mesma direção do carro.

Empurrar o carro para cima uma ladeira também funciona pelo componente da força que se opõe à força da gravidade.

Referências

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Hewitt, D E. Engineering Science II. Nova York: Mcmillan Technician Series, 1978.