Forças Não Conservativas e Energia Térmica

Apresentação em tema: "Forças Não Conservativas e Energia Térmica"— Transcrição da apresentação:

1 Forças Não Conservativas e Energia Térmica

2 Em geral os corpos estão sujeitos a forças conservativas e não conservativas que executam trabalho

3 Nesses casos a energia não é conservada

4 z h h vt v ( 1 2 𝑚 𝑣 2 +0)−(0+𝑚𝑔ℎ)= 𝑊 𝐴→𝐵 𝑎𝑡
vt h ( 𝑚 𝑣 2 +0)−(0+𝑚𝑔ℎ)= 𝑊 𝐴→𝐵 𝑎𝑡 1 2 𝑚 𝑣 𝑡 2 +0 −( 𝑚 𝑣 𝑡 2 +𝑚𝑔ℎ)= 𝑊 𝐴→𝐵 𝑎𝑟

5 Forças de atrito cinético ou de arrasto têm sempre W < 0
v fk dr f fa v 𝑑𝑊=𝐟∙𝑑𝐫<0  E o atrito estático, qual seu trabalho?

6 𝐸 𝑚𝑒𝑐 =𝐾+𝑈 sempre diminui na presença de atritos
Wnc transfere irreversivelmente Emec do corpo para as moléculas das superfícies/fluidos envolvidos no atrito.  Applet(html): “friction” O aumento de energia molecular é observável?

7

8 Energia Molecular/Térmica
As interações entre moléculas sempre conservam energia, por conta disso definimos 𝑊 𝐴→𝐵 𝑛𝑐 = 𝐸 𝐴 𝑡 − 𝐸 𝐵 𝑡 Essa inocente expressão esconde a hipótese de que toda a energia mecânica perdida pelo corpo se converte em energia molecular (do corpo e da vizinhança)

9 Não há como medir Et, mas em Física 2 você verá que Et se manifesta na Temperatura (do corpo e da vizinhança) h 1 2 𝑚 𝑣 𝑡𝑒𝑟𝑚 2 +𝑚𝑔ℎ+( 𝐸 𝑡 ) vterm Energia potencial gravitacional é integralmente convertida em energia térmica 1 2 𝑚 𝑣 𝑡𝑒𝑟𝑚 2 +0+( 𝐸 𝑡 +𝑚𝑔ℎ) vterm

10 Applet “energy-skate-park”
Desenhar um escorrega Clicar “Bar Graph” Sim Speed “slow” 1a simulação: sem atrito 2a simulação: com atrito

11 Problema I 15 m 20 m/s m = 5,0 kg Calcular a perda de energia mecânica devida ao arrasto (g=10 m/s2).

12 Problema II A B h’ h b a Coeficiente de atrito mk nas duas rampas e tan a > ms. Obter h’ em termos de h

13 Problema 52 vA k A: bloco parte da posição de equilíbrio com vA
B: bloco para C: bloco passa de volta pela posição de equilíbrio vA k atrito 𝑘=400 N m 1 2 𝑚 𝑣 𝐴 2 =20,0 J | 𝑓 𝑘 |=10,0 N Que distância o bloco percorre até parar ? Qual a energia cinética do bloco quando ele passa de volta na posição de equilíbrio? 1 2 𝑘 𝑑 2 − 20 J =−𝑓𝑑 𝑑=29,2 cm K U Et A 20,0 J 0 J EtA B 17,1 J 2,92 J + EtA C 14,2 J 5,84 J + EtA K U Et A 20,0 J 0 J EtA B 17,1 J 2,92 J + EtA C K U Et A 20,0 J 0 J EtA B C 𝐾 𝐶 − 17,1 J =−𝑓𝑑=−2,92 J 𝐾 𝐶 =14,2 J