Capítulo 02. Energia

Todas as forças que não realizarem trabalho ( = 0) também serão conservativas. Por exemplo: força centrípeta, força normal num deslizamento sobre uma pista fixa, etc.

 

7. Conservação da Energia

Mecânica

A energia mecânica de um sistema se mantém constante quando nele só operam forças do tipo conservativas: força peso, força elástica e forças cujo trabalho total é nulo.

Como exemplo, analisemos o que ocorre com a energia mecânica de um corpo de massa m em queda livre (sem resistência do ar), após ser abandonado de uma altura H acima do solo, como indica a figura ao lado

Observe que a energia mecânica inicial do corpo é apenas a sua energia potencial inicial (pois, sem velocidade, sua energia cinética inicial é nula).

No final da queda, o corpo não possui mais energia potencial em relação ao solo. Logo, a sua energia mecânica corresponde à energia cinética que ele adquiriu através do trabalho da força peso. Pelo teorema da energia cinética, vem:

Conclusão:

Graficamente podemos mostrar que, à medida que o corpo desce, a sua energia potencial diminui, pois vai se transformando em energia cinética, de forma que a soma dessas energias (energia mecânica) permanece constante.

Observação

Um bom sinal de que vai ocorrer conservação de energia mecânica é a ausência de forças dissipativas (atrito dinâmico e resistência do ar) que normalmente transformam a energia mecânica (perdida) em energia térmica (calor).

Exercícios Resolvidos

01. Um bloco de peso igual a 10 N, preso a uma mola de constante elástica 50 N/m e inicialmente indeformada, é solto (sem velocidade) e cai vertical-mente pela ação da gravidade. Desprezando a resis-tência do ar, responda:

a) Esse conjunto massa-mola é um sistema conservativo?

b) Qual a altura que o corpo irá descer até parar?


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  Capítulo 02. Energia 18