O esquema ao lado representa a queda de uma esfera de uma altura de 4 m até o solo. Análise usando os conceitos de lei da Conservação da energia e de energia mecânica = energia cinética + energia potencial. Indique os valores de energia correspondentes as letras A,B,C,D,E,F e G.
Respostas
B=1
C=1
D=0,5
E=0,5
F=2
G=0
Os valores de energia correspondentes as letras A,B,C,D,E,F e G são respectivamente -
2 Joules, 1 Joule, 2 Joules, 0,5 Joules, 2 Joules, 2 Joules, 2 Joules.
De acordo com o Princípio da Conservação da Energia Mecânica, desprezadas as forças dissipativas, a energia mecânica de um corpo será conservada, ou seja, a energia mecânica inicial será igual à energia mecânica final.
A energia mecânica de um corpo equivale à soma da sua energia potencial com a sua energia cinética.
Em = Ep + Ec
Para uma esfera que cai a partir do repouso (Vo = 0), a energia mecânica no ponto mais alto equivale à Energia Potencial Gravitacional.
Em = Epg + Ec
Em = Epg + 0
Em = Epg
A Energia potencial gravitacional constitui-se na energia que o corpo acumula em razão da ação da força de atração gravitacional da Terra.
Epg = m.g.h
A energia cinética é a energia que está relacionada ao movimento dos corpos, uma vez que qualquer corpo em movimento é capaz de realizar trabalho, por meio da transformação ou transferência da energia mecânica.
Ec = mV²/2
No caso em questão, no ponto mais alto a velocidade é zero, por isso a energia cinética é zero.
Epg = Em = 2 Joules
A energia mecânica em A continuará sendo a mesma, já que o sistema é conservativo.
A = Em = 2 Joules
A energia cinética em B pode ser calculada, já que sabemos que a energia potencial gravitacional é de 1 Joule e a energia mecânica em C é de 2 Joules.
1 + B = 2
B = Ec = 1 Joule
C = Em = 2 Joules
Em D e E temos uma situação semelhante-
D + 1,5 = E
D + 1,5 = 2
D = Epg = 0,5 Joules
E = Em = 2 Joules
Em F, toda a energia mecânica equivale à energia cinética do corpo.
F = G = 2 Joules
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