Flashcard FC279209
Em um sistema isolado com apenas forças conservativas, como se relacionam variações de energia cinética e energia potencial?
Dinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Em um sistema isolado com apenas forças conservativas, como se relacionam variações de energia cinética e energia potencial?
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Resposta
Variações ocorrem de forma oposta, mantendo \(E_m=K+U\) constante.Explicação:
Em um sistema isolado sujeito apenas a forças conservativas, o trabalho dessas forças provoca troca entre energia cinética e potencial, de modo que \(\Delta K=-\Delta U\) e \(E_m=K+U=\) constante.
Assim, uma queda em \(U\) implica aumento em \(K\), e vice‑versa, sem alteração da soma total.
exemplo:
Considere uma massa presa a uma mola sem atrito (constante \(k\)) que oscila com amplitude \(A\). A energia mecânica é \(E=\tfrac{1}{2}kA^2\).
Se \(m=0{,}5\ \mathrm{kg}\), \(k=200\ \mathrm{N/m}\) e \(A=0{,}10\ \mathrm{m}\), então
\(E=\tfrac{1}{2}\,kA^2=0{,}5\times200\times0{,}1^2=1\ \mathrm{J}.\)
No extremo \(x=A\): \(v=0\) e \(U=1\ \mathrm{J}\).
No ponto de equilíbrio \(x=0\): \(U=0\) e \(K=1\ \mathrm{J}\), com \(v_{\max}=\sqrt{\tfrac{2E}{m}}=\sqrt{\tfrac{2\cdot1}{0{,}5}}=2\ \mathrm{m/s}.\)
Veja que \(K\) e \(U\) mudam, mas \(K+U\) permanece \(1\ \mathrm{J}\).
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278163
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