Em uma oscilação livre a energia potencial do sistema não muda com o tempo?

Passo 1

Então, a questão é sobre oscilações livres e quer saber se a energia potencial do sistema muda com o tempo. Vamos trabalhar com conceitos de física, especificamente de energia em sistemas oscilatórios. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é energia potencial e como ela se comporta em oscilações.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em uma oscilação livre, como a de uma mola ou um pêndulo, a energia pode ser dividida entre energia cinética (movimento) e energia potencial (posição). A energia potencial depende da posição do sistema em relação ao ponto de equilíbrio.

Passo 3

Em uma oscilação harmônica simples, por exemplo, a energia potencial é dada por:
Onde é a constante da mola e é o deslocamento da posição de equilíbrio.

Passo 4

Como o sistema oscila, o deslocamento varia com o tempo. Quando o objeto está no ponto mais alto da oscilação, é máximo e, portanto, a energia potencial também é máxima. No ponto de equilíbrio, é zero, então a energia potencial é mínima.

Passo 5

Isso significa que a energia potencial não fica constante; ela aumenta e diminui conforme o objeto oscila. Enquanto a energia potencial aumenta, a energia cinética diminui, e vice-versa, mantendo a energia total do sistema constante (em ausência de atrito ou outras forças dissipativas).

Resposta

Sim, na oscilação livre a energia potencial do sistema varia ao longo do tempo, aumentando e diminuindo conforme o sistema oscila.

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