Um garoto de 40 kg de massa parte do repouso de uma altura
de 10m desliza ao longo de um tobogã e atinge a parte mais baixa com velocidade
de 5,0 m/s. Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10m/s², calcular a
energia mecânica dissipada pelas forças não-conservativas, durante a descida do
garoto.
Respostas
No exercício ocorre a soma de duas energias, a cinética e a potencial
Em = MV²/2 + mgh
Em = 40 x 5²/ + 40x10x10
Em = 500 + 4000
Em = 4500 j
A energia dissipada pelas forças não-conservativas foi de 3500Joules.
Pelo Princípio da Conservação da Energia, sabemos que a energia mecânica inicial será igual à energia mecânica final somada com a energia dissipada pelo trabalho das forças não-conservativas.
Em (inicial) = Em (final) + Edissipada
A energia mecânica de um corpo equivale a soma de sua energia potencial e a sua energia cinética.
Como o garoto parte do repouso (V = 0), sua energia mecânica inicial era igual a sua energia potencial gravitacional. No ponto mais maixo, como a altura equivale a zero, sua energia mecânica final equivale a sua energia cinética.
Para calcular a energia potencial gravitacional utilizamos a seguinte equação-
Epg = mgh
Para calcular a energia cinética do corpo utilizamos a seguinte equação-
Ec = m.V²/2
Calculando a energia dissipada pelas forças não-conservativas -
mgh = m. V²/2 + Edissipada
40. 10. 10 = 40. 5²/2 + Edissipada
4000 = 500 + Edissipada
Edissipada = 3500 Joules
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