Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 24
No momento , a energia cinética de uma partícula é 30,0 J, e a energia potencial do sistema ao qual pertence é 10,0 J. Em algum momento mais tarde , a energia cinética da partícula é 18,0 J. (a) Se somente forças conservativas atuam sobre a partícula, qual é a energia potencial e a energia total do sistema no momento ? (b) Se a energia potencial do sistema no momento for 5,00 J, haverá alguma força não conservativa atuando sobre a partícula? (c) Explique sua resposta para a parte (b).
Passo 1
(a)Pelo princípio da conservação de energia, a gente verifica isso pela seguinte expressão:
Que, matematicamente, diz que a soma das energias potencial e cinética no início precisa ser igual à soma dessas mesmas energias no final.
Se no ínicio, em , e , e, mais tarde, em , , quanto vai valer ?
E isso, como dito em (a), só vale porque a gente está considerando que no sistema só agem forças conservativas!
E, claro, também como foi pedido, a energia total (energia mecânica) é a soma das energias potencial e cinética, que vai valer:
Passo 2
(b)Considerando que a energia cinética final se mantivesse a mesma, pela queda da energia potencial pra , é porque houve ação de força dissipativa/não conservativa!
Do contrário, deveria continuar valendo como a gente calculou ainda agora
Essa premissa responde pra gente a letra (c), a de que forças dissipativas fazem a energia de um sistema não se conservar!
Resposta
(a) e
(b)Sim.
(c)Vide Passo 2.