Com relação a um carro de massa , descendo uma montanha russa de altura inicial , marque a alternativa incorreta:

(A) Se não houverem forças dissipativas, a energia mecânica se conserva.

(B) Se não houverem forças dissipativas, a variação de energia cinética final.

(C) Se houverem forças dissipativas, a energia interna do sistema aumenta durante o movimento.

(D) Se houverem forças dissipativas, a energia mecânica é igual ao negativo do trabalho da força peso atuando sobre o carro.

(E) Se houverem forças dissipativas, variação de energia cinética final.

(B) Se não houverem forças dissipativas, a variação de energia cinética final.

Acabamos de ver que sem forças dissipativas a energia do sistema se conserva:

Como o carro está descendo a montanha russa, podemos dizer que, inicialmente, ele tem uma energia cinética e uma energia potencial gravitacional :

Enquanto no final, ele estará na base da montanha russa, então sua energia mecânica estará na forma de energia cinética :

Assim, temos:

A energia potencial gravitacional estará associada à sua altura , então a variação de energia cinética será:

A afirmativa (B) é verdadeira.

(C) Se houverem forças dissipativas, a energia interna do sistema aumenta durante o movimento.

A energia interna nesse caso está associada com a temperatura. Quanto maior a temperatura maior a agitação das moléculas e maior a energia interna do sistema.

Logo, se há forças dissipativas, há uma dissipação de energia mecânica na forma de calor de modo que aumenta a energia interna do sistema.

A afirmativa (C) é verdadeira.

(D) Se houverem forças dissipativas, a energia mecânica é igual ao negativo do trabalho da força peso atuando sobre o carro.

Quando há forças dissipativas, parte da energia mecânica inicial continua no sistema como energia mecânica final e parte é dissipada por meio do trabalho dessas forças dissipativas:

Então, só podemos afirmar que a variação da energia mecânica será o quanto de energia as forças dissipativas retiraram do sistema:

Porém a força peso é uma força conservativa, ou seja, ela transforma energia cinética em energia potencial e vice versa.

Quando o corpo desce, seu trabalho é positivo e ele perde energia potencial, ganhando cinética, equanto, quando o corpo sobe, seu trabalho é negativo e ele ganha energia potencial, perdendo cinética. Ou seja:

Mas nada podemos afirmar sobre o trabalho da força peso e a energia mecânica!

Podemos ter um trabalho negativo da força peso (corpo subindo), porém perda de energia mecânica (força dissipativa).

A afirmativa (D) é falsa.

(E) Se houverem forças dissipativas, variação de energia cinética final.

Vamos fazer bem parecido com a letra (B), porém, agora, a energia mecânica final será menor que a inicial:

Ou seja:

Como o sistema perde energia por meio das forças dissipativas, nem toda energia potencial se transformará em energia cinética, perte dela será perdida. Logo, o ganho a variação de energia cinética será menor que a energia potencial gravitacional inicial.

A afirmativa (E) é verdadeira.