Energia Mecânica

Energia Mecânica

Energia mecânica (Em)   é a energia total do sistema, ou seja, a soma das energias cinética (Ec) com a energia potencial (Ep), sendo que esta pode ser energia potencial gravitacional ou energia potencial elástica, ou ambas.

Sistemas conservativos  São aqueles onde não ocorre dissipação de energia e onde a energia cinética (Ec) e a energia potencial (Ep) são variáveis, mas sua soma, que é a energia mecânica é constante (é sempre a mesma em cada ponto), desde que o corpo se mova sob ação de forças conservativas (força peso, elástica, elétrica, etc.).

É importante lembrar que o trabalho das forças conservativas, como, por exemplo, as forças peso e potencial elástica não dependem da trajetória, mas apenas das posições inicial e final da mesma.

O que você deve saber, informações e dicas

 

 

  O trabalho das forças conservativas, como, por exemplo, as forças peso, da elástica , da elétrica e da magnética não dependem da trajetória, mas apenas das posições inicial e final da mesma.

 

Analise com atenção as informações a seguir:

 Características do movimento de uma esfera em queda livre que atinge uma mola, deformando-a, até que a esfera pare.  

 I  a esfera é abandonada do repouso (V­o = 0) e cai sujeita apenas à força peso, com velocidade de intensidade V1, que vai aumentando devido apenas à aceleração da gravidade, até atingir a mola.

II  ao atingir a mola, começando a comprimi-la, surge a força elástica (Fe) que se opõe ao peso (P). Com a mola sendo comprimida, a intensidade de  Fe vai aumentando, diminuindo a intensidade da força resultante que é para baixo, fazendo com que V2 aumente cada vez menos, até chegar à situação III, onde tem velocidade V3.

III nesta situação, as intensidades das forças elástica e peso tornam-se iguais (P = Fe), quando a velocidade de queda torna-se máxima V3 = Vmáx).  

IV- entre III e IV, a velocidade da esfera vai diminuindo, pois Fe vai ficando cada vez maior que o peso, até que a esfera pare, com V4 = 0, e toda a energia mecânica do início, que é a potencial gravitacional, se transforma em elástica.

 Um sistema massa-mola constitui um oscilador harmônico simples com amplitude (máxima deformação) A, de características:

* A energia mecânica é sempre constante no MHS e vale Em= kA2/2  ou  Em = Ec + Ep  ou   Em =kx2/2 + m.v2/2.

* Nos extremos onde V = 0 e o módulo de x é A, temos que  Em = Ec + Ep  Em= 0 + k.A2/2    Em = k.A2/2 = constante

* No ponto médio 0, onde o módulo de V é máximo e x = 0, temos que    Em = Ec + Ep  Em = mv2/2 + 0    Em=m(Vmax)2/2 = constante

Gráficos das energias cinética, potencial gravitacional e mecânica para um corpo de massa m, quando lançado verticalmente para cima, a partir doponto de lançamento, tomado como referencial e desprezando-se as forças resistivas, em função do tempo de subida e descida.

Durante todo o movimento, conclui-se que, à diminuição de energia cinética corresponde um aumento de energia potencial gravitacional e vice-versa, mantendo-se constante a totalidade da energia mecânica.

Observe que as representações gráficas das energias cinética e potencial gravitacional correspondem à duas parábolas invertidas de modo que, em cada ponto, asoma dessas duas energias corresponda à energia mecânica, que é constante. Observe também que o tempo de subida é igual ao tempo de descida, pois as forças dissipativas são desprezadas.

 

Sistemas dissipativos

Sistemas dissipativos  surgem quando o trabalho é realizado por forças dissipativas (força de atrito, força de resistência do ar, etc.) no qual, parte da energia mecânica do sistema é dissipada nas

formas de energia térmica, sonora, etc.

Assim a energia mecânica do sistema, diminui.

 

O que você deve saber, informações e dicas

 

 

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