Dois objetos interagem entre si e não interagem com nenhum objeto. Inicialmente, o objeto A tem uma velocidade de 5 m/s, e o objeto B tem uma velocidade de 10 m/s. Depois de se moverem durante algum tempo, os objetos voltam as posições iniciais. Nesse instante, o objeto A tem uma velocidade 4 m/s e o objeto B tem uma velocidade de 7 m/s. Isso significa que:
A-a energia potencial mudou durante o processo
B-a energia mecânica aumentou por causa da ação de uma força não conservativa
C-a energia mecânica diminui por causa da ação de uma força não conservativa
D-a energia mecânica aumentou por causa da ação de uma força conservativa
E-a energia mecânica diminuiu por causa da ação de uma força conservativa
Respostas
Resposta:
C
Explicação:
É possível entender o contexto da questão e que ela trata de interações conservativas. No entanto , ela deveria deixar claro que as partículas interagem por forças conservativas , afinal , dois elementos que interagem entre si não necessariamente interagem por forças conservativas , vide força magnética.
Voltando pra questão: Supondo que elas interagem por forças conservativas , então , no início a energia mecânica do sistema mede:
Em=Ec+Ep
Onde Ec é a energia cinética do sistema (soma das energias cinéticas de A e B , Ec=mv²/2 em que m é a massa do corpo e v sua velocidade naquela posição)
Onde Ep é a energia potencial do sistema , essa energia depende exclusivamente da posição relativa dos corpos e é oriunda da interação entre eles. Uma característica fundamental da energia potencial é que ela é exclusiva da força/interação que a originou , ou seja , o trabalho dessa força transforma Ec nessa Ep ou essa Ep em Ec para o sistema , de modo que a soma Em=Ec+Ep permanece constante , tendo em vista que quando um muda , o outro muda na mesma quantidade.
No final a energia mecânica do sistema mede:
Em'=Ec'+Ep , em que Ec'<Ec
Observe que a energia mecânica do sistema diminuiu , pois Ec'<Ec(as velocidades diminuiram) e Ep é o mesmo (pois Ep só depende da posição relativa dos corpos , que é a mesma da situação inicial).
Como a força de interação entre A e B é conservativa , então ela não é capaz de mudar a Em do sistema (vide explicação sobre Ep , a soma Ec+Ep permanece constante se apenas forças conservativas realizarem trabalho) , dessa forma podemos concluir que a Em do sistema diminuiu devido á ação de uma força não conservativa , que ao realizar trabalho sobre o sistema , dissipou sua energia (Forças não conservativas não tem Ep associada , dessa forma , quando elas realizam trabalho , elas não convertem Ec em Ep , de modo que a soma Ep+Ec muda).
Assim , Em diminuiu devido ao trabalho de uma Fnc.
OBS: Trabalho de uma força é a transformação de energia de um tipo em outra (não precisam ser de tipos diferentes , há a princípio 3 tipos de energia: Energia mecânica dada pela Ec e Ep e o calor Q associado com a temperatura T do sistema e sua energia interna U).