Física - Energia Mecânica

Olá pessoal tudo bem Olha eu aqui mais uma vez o assunto hoje é super importante um assunto que sempre cai nos exames vestibulares tá energia mecânica tá assunto assim certeza que vai est lá na sua provinha Então vamos prestar atenção porque é bem fácil é bem tranquilo tá vamos lá bom mecânica são dois os tipos de energia mecânica que você vai encontrar por aí tá a primeira super famosa é a energia cinética energia cinética energia do movimento ou seja todo o corpo que tá em movimento possui esse tipo de energia chamada energia cinética Ok como

é que eu faço para calcular energia cinética facinho eu pego a massa do corpo multiplico pelo quadrado da velocidade divido por 2 tá então vai ser MV qu sobre 2 tá é assim que eu vou calcular a energia cinética beleza segundo tipo de energia mecânica energia potencial só que a potencial ela pode ser gravitacional ou elástica então de novo ó segundo tipo de energia mecânica energia potencial que pode ser gravitacional ou elástica Ah e qual é a diferença entre elas eu vou mostrar agora a energia potencial gravitacional é aquela que tá associada com a altura

tudo aquilo que tá uma determinada altura de um referencial tá sempre em relação a alguma coisa tem esse tipo de energia chamada energia potencial gravitacional então por exemplo se você tiver no primeiro andar de um prédio você está a uma determinada altura do térreo Então você possui esse tipo de energia potencial em relação ao piso térreo como é que eu faço para calcular fácil mgh h eu multiplico a massa do corpo pela aceleração da gravidade pela altura ou seja quanto maior a altura maior a energia potencial gravitacional beleza facinho até aí então vamos lá o

outro tipo de energia potencial é a potencial elástica E aí você vai ter que lembrar lá da força elástica lembra aquela força que tá associada com a deformação da mola como eu faço para calcular a energia potencial elástica super simples também eu pego o k lembra do k o k é a constante elástica da mola multiplico pelo quadrado da deforma ação que é o x então KX qu divido tudo isso por 2 KX qu sobre 2 beleza tranquilo legal aí você vai perguntar assim poxa será que lá na prova ele vai perguntar né ele vai

querer que eu calcule a energia potencial ou a energia cinética provavelmente não tá provavelmente na sua prova na questão ele vai abordar essas três formulinhas que a gente acabou de ver em cima daquilo que a gente chama sistema conservativo Ah mas o que que é um sistema conservativo presta atenção que você vai entender é super simples tá sistema conservativo como o nome já diz é um sistema que conserva Conserva o quê a energia mecânica Ou seja no sistema conservativo não há perda de energia mecânica no sistema conservativo a energia mecânica Total ela é constante ah

professor e como é que é na prática um sistema conservativo como é que eu vou chegar lá na prova e saber que aquele sistema que tá lá é ou não conservativo atenção o sistema vai ser conservativo quando não houver forças que dissipam energia vou falar para você agora uma força que dissipa muita energia a força de atrito no sistema conservativo não pode ter por exemplo força de atrito presta atenção ó se você pegar e arrastar alguma coisa Numa superfície com atrito provavelmente vai aquecer não vai esse aquecimento é perda de energia mecânica em forma de

calor da mesma forma se você arrastar alguma coisa em uma superfície com atrito vai fazer barulho ruído ou seja esse barulho esse ruído é perda de energia mecânica em forma de energia sonora ou seja se tiver atrito ou qualquer outra força de resistência o sistema não é conservativo para ser conservativo não pode existir esse tipo de força que dissipa energia combinado ou não legal e o que que vai acontecer no sistema conservativo Como a energia mecânica ela é constante toda a energia mecânica antes é igual a toda a energia mecânica depois Ah mas antes do

qu depois do qu eu vou te falar ó se você pegar lá um corpo um corpo em movimento antes a energia mecânica Total nesse corpo será igual a energia mecânica Total depois em um outro ponto em um outro ponto da trajetória desse corpo dentro do sistema conservativo ou seja se eu somar os dois tipos cinética mais potencial antes tem que ser igual a aos dois tipos somados depois cinética mais potencial legal você quer ver como é que funciona isso aí na prática Ó presta atenção que eu vou te mostrar agora na prática como é que

funciona essa coisa de sistema conservativo legal legal Vamos lá gente ó dá uma olhadinha aqui eu vou abandonar um corpo de uma determinada altura em um local onde não há resistência do ar ou seja no vácuo esse corpo aqui ele vai cair livremente vai cair livremente se ele vai cair livremente se não tem força de resistência se não tem força de atrito se não tem força de resistência do ar o sistema é É isso aí conservativo tá sistema conservativo E aí você vai lembrar que no sistema conservativo toda a energia mecânica em todos os pontos

é a mesma é a mesma Ou seja a energia mecânica ela é conservada Então vamos lá dá uma olhada ó no ponto que eu abandonar esse corpo existe energia cinética gente se eu abandonei a velocidade inicial é zero então a energia cinética aqui será Zero Tudo bem legal nesse ponto aqui que eu tô abandonando o corpo existe energia potencial ó dá uma olhada Ó tem altura se tem altura tem energia potencial lembrou gravitacional como é que faz para calcular mgh H vamos supor que o cara te deu a massa te deu o g e te

deu o h você foi lá e calculou tá eu tô dando um exemplo é só uma suposição e você achou 20 J legal 20 J então lá no ponto mais alto no ponto que eu abandono a energia cinética é zero e a energia potencial gravitacional é 20 J legal Soltei o corpo ele começa a cair ó começa a cair nesse ponto aqui ó ele já tá em movimento ele já tem uma velocidade diferente de zero vai ter energia cinética vai vai ter energia cinética como é que faz para calcular MV qu so 2 lembra MV

qu sobre 2 é a energia da velocidade energia cinética vamos supor que ele te deu a massa velocidade você foi lá e fez o cálculo e achou por exemplo 4 J 4 J eu pergunto nesse mesmo Ponto tem energia potencial sim ou não Sim por que que tem energia potencial porque aqui também tem altura também tem altura Então vai ter energia potencial gravitacional como é que faz para calcular mgh H legal aí eu pergunto para você ó nesse ponto aqui em que a energia cinética é 4 J quanto vai valer a energia potencial ah dá

uma olhada ó aqui em cima a energia mecânica Total era 20 J 20 ó 20 + 0 20 a soma da cinética mais a potencial aqui nesse ponto como o sistema é conservativo a soma da cinética mais a potencial tem que dar quanto 20 se eu já tenho quatro aqui a energia potencial aqui Obrigatoriamente tem que ser 16 J legal tá começando a entender né aí o corpo continua caindo sistema conservativo nesse ponto aqui ó um pouquinho mais abaixo ele tá com uma velocidade maior do que aqui ou seja a energia cinética dele aumentou vamos

supor que aqui ó ela seja 15 J 15 J ainda tem potencial aqui tem potencial porque ainda tem altura quanto vai valer a potencial se a soma se a soma tem que dar 20 ó porque aqui era 20 Aqui também era 20 aqui a potencial vale 5 J tá entendendo como é que funciona o sistema conservativo não há perda de energia a energia vai se transformando ela vai se transformando de potencial em cinética em cinética aqui no ponto no ponto de chegada no ponto que o corpo toca o solo vai existir energia cinética Claro que

vai né E ela vai ser máxima porque ele vai chegar aqui com velocidade máxima quanto vai valer a cinética aqui Ah legal ela vale 20 J Ah mas por que que é 20 Professor porque aqui já não tem mais energia potencial no ponto de chegada não tem mais altura se não tem mais altura a potencial vale zero eu acho que aí deu para você entender né Deu para você sacar como é que funciona o sistema conservativo perceba que no ponto que eu abandonei o corpo ele tinha 20 J de energia potencial que foi se transformando

em cinética foi se transformando em cinética até o ponto de chegada em que toda a energia potencial se transformou em cinética ou seja repito não houve perda de energia porque o sistema é conservativo OK legal bacana pessoal Agora eu separei um exercício um exercício bem básico assim para você fazer uma aplicação de tudo isso que a gente falou tá então presta atenção no Exercício ó super fácil eu vou fazer o seguinte ó eu vou pegar um bloco um bloquinho de massa 2 kg ó dá uma olhada lá em cima ó massa 2 kg vou comprimir

essa mola com esse bloco uma mola que tem um k uma constante elástica olha lá ó de 500 New por met e eu vou comprimir a mola em 20 cm ou 0,2 m tá ali ó x = 20 cm = a 0,2 m e eu vou comprimir comprimir e de repente eu solto tiro a minha mão o que que vai acontecer com esse bloco ele vai ser impulsionado impulsionado nessa pista que não tem atrito tá não tem atrito é uma p Lisa sem atrito e o bloco vai subir ó ó é lógico que vai chegar

uma hora que ele não vai aguentar mais subir e o cara pergunta para você nessa questão Qual a altura máxima atingida pelo bloco nessa rampa aqui ó comal a altura máxima atingida como eu falei para você essa rampa aqui ó essa pista ela é perfeitamente lisa ela não tem atrito se ela não tem atrito vamos lá faz comigo ó o sistema vai ser o quê conservativo sistema conservativo legal se o sistema é conservativo a energia mecânica ela é conservada ou seja energia mecânica em um ponto do sistema é igual a energia mecânica em um outro

ponto do sistema E aí você vai escolher dois pontos você vai escolher dois pontos Quais são os dois pontos que você vai escolher É lógico que você não é bobo né o primeiro ponto que você vai escolher é esse ponto aqui em que a mola está comprimida que eu vou chamar de ponto a o outro ponto que você vai escolher é o ponto de altura máxima que você vai chamar comigo de ponto b ponto b então se o sistema é conservativo toda a energia aqui no ponto a que é o ponto em que a mola

está comprimida de 20 cm tem que ser igual a energia mecânica Total lá no ponto b lá no ponto de altura máxima fechou ou não então vamos lá energia mecânica no Ponto a tem que ser igual a energia mecânica no Ponto B É lógico que você sabe que a energia mecânica é a soma dos dois tipos cinética mais potencial e é isso que eu vou colocar aqui ó a cinética no ponto a mais a potencial no ponto A é igual a cinética no ponto b mais a potencial no ponto b tudo bem até aí legal

E aí eu te pergunto tem energia cinética no ponto a que é aquele ponto em que eu tô comprimindo a mola em 20 cm não não tem né porque eu tô segurando o bloco aqui comprimindo a bola tá a velocidade vai ser zero né então não vai ter energia cinética tem energia potencial no ponto a deixa eu ver a potencial ela existe como gravitacional lembra o primeiro tipo e como elástica a gravitacional não terá porque eu vou adotar ó aqui ó esse nível como referencial e aqui não tem altura se não tem altura não tem

potencial gravitacional Mas vai ter um outro tipo de energia potencial associada à deformação da mola que é energia potencial elástica ah Professor então aqui no ponto a eu não tenho cinética não tenho potencial gravitacional mas eu tenho potencial elástica tudo bem legal então vou fazer o seguinte ó ó eu vou fazer o seguinte ó no ponto a eu sei que a cinética é zero e eu sei que a potencial no ponto a aqui embaixo ó é a potencial elástica que é K x qu sobre 2 lembra da formul KX qu so 2 igual igual vamos

lá tem cinética no ponto b Deixa eu pensar ó o ponto b o ponto b é aquele ponto de altura máxima se é altura máxima o cara vai chegar lá no ponto b e vai parar se ele vai parar a velocidade no ponto b é quanto zero a velocidade lá no ponto b é zero se a velocidade é zero então a cinética no ponto b é igual a zero mais mais ó vai acompanhando ó mais energia potencial no ponto b gente vai ter potencial lá no B deixa eu ver potencial tem gravitacional e elástico elástico

eu já descarto Porque aqui no ponto b não tem mola sobrou a potencial gravitacional tem altura tem altura tem então tem potencial gravitacional como é que faz para calcular m g h esse H aí se você ainda não percebeu é o que ele tá pedindo que é a altura máxima tudo bem até aí agora é fácil né É só substituir agora pelos números que ele deu né pelos valores que ele deu o k é 500 ó lá o zero vai embora né k500 x qu o X é 0,2 M 0,2 a qu so 2 que

é igual a vamos L massa do corpo 2 2 g 10 altura máxima legal bacana então V ver como é que vai ficar isso aí ó se eu multiplicar em cruz e fizer todas essas contas aqui ó que não vai dar para fazer porque tá acabando aa eu vou achar no final que a altura máxima altura máxima é igual a 0,5 M 0,5 M Tá bom então vou deixar essa continha final aqui para você fazer tá você simplifica você multiplica em Cruz como falam por aí né multiplica em Cruz tal aí você faz do jeito

que você achar melhor tá E no final você vai achar que a altura máxima é 0,5 m tudo bem gente então é isso aí eu espero que vocês tenham gostado tá e eu encontro vocês numa próxima aula de mecânica obrigado gente tchau