Flashcard FC279280
Em um sistema isolado com interação interna, qual grandeza necessariamente se conserva: a quantidade de movimento vetorial ou a energia cinética mecânica?
Dinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2019
Em um sistema isolado com interação interna, qual grandeza necessariamente se conserva: a quantidade de movimento vetorial ou a energia cinética mecânica?
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Resposta
Somente a quantidade de movimento vetorial; a energia cinética não precisa se conservar.Explicação:
Em um sistema isolado as forças externas são nulas, portanto vale a conservação vetorial da quantidade de movimento: \( \displaystyle \sum \vec p_{\,\text{inicial}}=\sum \vec p_{\,\text{final}} \).
As forças internas (por exemplo, uma explosão) podem transformar energia interna em energia cinética ou em outras formas (calor, som, deformação), então a energia cinética mecânica não é obrigatoriamente conservada.
exemplo:
Dispositivo estacionário explode em duas partes: \(m_1=2\ \text{kg}\), \(m_2=3\ \text{kg}\). Suponha que uma parte sai com \(v_1=4\ \text{m/s}\).
Conservação do momento (inicial zero): \(m_1 v_1 + m_2 v_2=0\Rightarrow v_2=-\dfrac{m_1 v_1}{m_2}=-\dfrac{2\cdot4}{3}=-\dfrac{8}{3}\ \text{m/s}.\)
Energia cinética inicial: \(K_i=0.\)
Energia cinética final: \(K_f=\tfrac12 m_1 v_1^2+\tfrac12 m_2 v_2^2=\tfrac12(2)(4^2)+\tfrac12(3)\left(\dfrac{8}{3}\right)^2=\tfrac12(32)+\tfrac12\left(3\cdot\dfrac{64}{9}\right)=16+10{,}666\approx26{,}667\ \text{J}.\)
Logo, \(K_f\neq K_i\): a energia cinética aumentou por conversão de energia química interna durante a explosão, enquanto o momento vetorial foi conservado.
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278234
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