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Física I Mecânica Alberto Tannús II 2010
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Tipler&Mosca, 5a Ed. Capítulo 7 Conservação de Energia
Trabalho das forças internas conservativas: Variação (diminuição) da energia potencial U. Trabalho das forças internas conservativas: Variação (aumento) da energia cinética K. A energia total mecânica E (cinética K + potencial U) não varia: conserva-se! Conservação de Energia! Não se aplica para sistemas não conservativos!
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Sistemas não conservativos
Energia mecânica não se conserva! Mas apenas na escala macroscópica. E ETérmica Mas ETérmica é também energia mecânica na escala microscópica!
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Outras formas: Química (potencial); Acústica (potencial e cinética);
Eletromagnética; Sistema completo (isolado) Energia total (de todas as formas) se conserva!
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Energia Mecânica: conservação
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Energia total inicial:
Energia total final: Conservação de energia
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Exemplo: Uma bola é chutada da beirada de um telhado de 12 m de altura, com velocidade inicial vi = 16 m/s a 60º com a horizontal. Desprezando a resistência do ar, encontre: A altura máxima da trajetória da bola, acima do telhado; Sua velocidade, ao atingir o solo.
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S: Forças que atuam: apenas o peso sistema conservativo
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Exemplo: Um pêndulo consiste em uma bola de massa m ligada por uma corda de comprimento L a um vínculo. A massa é puxada de lado de forma a fazer um ângulo q0 com a vertical, e depois liberada do repouso. Encontre: A velocidade v na parte mais baixa do movimento; A tensão na corda, naquele ponto.
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Forças que atuam: o peso (mg ) e a tração (T ) na corda
U = 0 na parte inferior da trajetória
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Exemplo: Uma massa acoplada a uma mola vertical de constante K, não deformada, é abandonada do repouso. Encontre a expressão para o máximo deslocamento vertical da massa, antes que comece a subir sob ação da mola.
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S: Formas de energia envolvidas: Potencial gravitacional;
Potencial elástica; Cinética.
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Conservação de Energia forças não conservativas sistemas fechados
Forças de atrito – reduzem a energia mecânica; Forças de deformação plástica (não elástica); Reações químicas; Radiação, ondas acústicas e eletromagnéticas.
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Lei de conservação de energia
A energia total (em todas as formas) do Universo é constante. Energia pode ser convertida de uma forma em outra, transmitida de um lugar para outro, mas nunca criada ou destruída.
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Teorema do Trabalho-Energia
Análise da lei de conservação de energia em uma bola de massinha de modelar de massa m que cai no solo. Bola isolada; Sistema Terra + bola
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S: Massa isolada Forças: peso e reação do solo. vi = vf = 0
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b) Massa + Terra: Forças: peso e reação do solo são forças internas.
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