prova bimestral Simulado

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Exercícios sobre conservação da energia mecânica

• Questão 1
  O conceito de energia foi de suma importância para o desenvolvimento da ciência, em particular da física. Sendo assim, podemos dizer que o princípio da conservação da energia mecânica diz que:
  a) nada se perde, nada se cria, tudo se transforma
  b) que a energia pode ser gastada e perdida
  c) a energia total de um sistema isolado é constante
  d) que a energia jamais pode ser transferida de um corpo a outro
  e) a energia cinética de um corpo está relacionada com a força da gravidade
  
  
• Questão 2
• Imagine que você deixa cair (abandonado) um objeto de massa m e de altura de 51,2 metros. Determine a velocidade desse objeto ao tocar o solo.
  a) v = 50 m/s
  b) v = 40 m/s
  c) v = 32 m/s
  d) v = 20 m/s
  e) v = 10 m/s
  Questão 3
• Vamos supor que um carrinho de montanha-russa esteja parado a uma altura igual a 10 m em relação ao solo. Calcule a velocidade do carrinho, nas unidades do SI, ao passar pelo ponto mais baixo da montanha-russa. Despreze as resistências e adote a massa do carrinho igual a 200 kg.
  a) v ≈ 1,41 m/s
  b) v ≈ 28 m/s
  c) v ≈ 41 m/s
  d) v ≈ 5,61 m/s
  e) v ≈ 14,1 m/s
  
  


• Questão 4
  Determine o valor da velocidade de um objeto de 0,5 kg que cai, a partir do repouso, de uma altura igual a 5 metros do solo.
  a) v_B=30 m/s
  b) v_B=10 m/s
  c) v_B=20 m/s
  d) v_B=0,5 m/s
  e) v_B=0
  
  

Conservação da Energia Mecânica

Conservação da Energia Mecânica

Seja um corpo de massa m, deslocando-se do ponto A para o ponto B, ao longo de uma trajetória qualquer, e que sobre ele estejam atuando forças conservativas. 

Nesse caso, o trabalho realizado por estas forças é dado por: 

T = EPA – EPB 

Ou seja, o trabalho realizado por forças conservativas é igual à diferença entre as energias potenciais no ponto A e no ponto B. 

Para qualquer outro tipo de força, o trabalho realizado por elas é igual à variação da energia cinética do corpo, isto é: 

T = ECB – ECA 

Igualando as duas equações temos: 

EPA – EPB = ECB – ECA 

EPA + ECA = EPB + ECB 

Assim, podemos dizer que, se apenas forças conservativas atuam sobre um corpo em movimento, a soma da energia cinética do corpo com sua energia potencial permanece constante para qualquer ponto da trajetória. 

Em = Ep + Ec. 

A conservação da energia mecânica no sistema conservativo é de grande utilidade na resolução de inúmeros problemas da Dinâmica, sem a necessidade de análise detalhada das forças que agem no sistema ao longo de sua trajetória. 

Exemplo: 

Um corpo de massa m é abandonado do repouso do alto de uma rampa com altura h, em um local onde a aceleração gravitacional é g. Desprezando os atritos, qual a velocidade do corpo na base do plano? 

Observe a figura a seguir 

Na posição A, temos que: 

ECA = ½ mv² 

EPB = mgh 

EM1 = ECA + EPA 

Sabendo que a velocidade no ponto a é igual a 0, temos: 

EM1 = 0 + mgh 

Na posição B, temos: 

EM2 = ECB + EPB 

Aqui a altura é igual a 0, portanto: 

EM2 = ½ mv² + 0 

EM1 = EM2 

mgh = ½ mv² 

v² = 2gh

Fonte: http://www.mundoeducacao.com/fisica/conservacao-energia-mecanica.htm

Energia Mecânica

Energia Mecânica

 

Energia mecânica está em nossa vida o tempo todo. Basta parar pra pensar que praticamente tudo no mundo tem altura ou velocidade. Sendo assim, o aprendizado desse conhecimento físico é  algo que não se restringe a profissionais que trabalhem nessa área, mas sim a  todos que têm interesse em conhecer e compreender mais o fenômenos que acontecem em nossas vidas todos os dias. 

A energia mecânica é a energia que pode ser transferia para um outro corpo, através de um trabalho. Está caracterizado por ser o resultado da soma de duas energias: a cinética e a potencial, como veremos, mais a frente, na sua fórmula. Isso, na prática, quer dizer que a energia mecânica é a energia resultante de qualquer objeto que tenha energia potencial (gravitacional, elástica ou elétrica) ou estiver em movimento, por adquirir energia cinética.

Um princípio importante para ser lembrando quando tratamos da energia mecânica é a teoria da conservação das massas, de Lavoisier, que diz que em nenhum sistema, físico ou químico é capaz de criar ou eliminar matéria. Em outras palavras, nada se perde, tudo se transforma. Essa foi fundamental para, em 1788, através de estudos de Joseph Lois Lagrange, se estabelecesse o principio da ideia de energia mecânica que temos hoje.

A importância dessa lei para a energia mecânica, e para todos as outros sistemas estudados, vem pelo fato de, em alguns casos, o objeto a ser analisado num problema a ser resolvido poder obter energia cinética e não ter energia potencial, ou vice e versa. Mas, na mesma situação, esse objeto ganha energia potencial e perde sua energia cinética, pela lei da conservação das massas esse sistema terá o mesmo valor da situação passada.

Aplicando isso matematicamente, temos:

   

    Em = Ec + Ep

Em = Energia Mecânica

Ec = Energia Cinética

Ep = Energia Potencial

     A equação usada para energia cinética é constante, diferente da energia potencial. A energia potencial pode apresentar-se como potencial gravitacional, elástica ou elétrica. Cada uma delas apresenta uma equação diferente para seu cálculo.

    A energia cinética apresenta a equação :

Ec = ½ . m . V2

     A energia potencial gravitacional tem a equação:  

Fpg = m. g. h.

    
Sendo assim, o cálculo da energia mecânica varia de acordo com o tipo de força que age sobre ela e sua intensidade.

A energia mecânica é uma conquista física, pois possibilita a resolução de vários problemas matemáticos e físicos. Além de ser uma forma de obter vários dados importantes de um sistema, como velocidade, massa altura e outros, dependendo do que for calculado