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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