Resumo da introdução teórica do relatório Nº 4 de Mecânica: Conservação da Energia Mecânica

Versão em Português:

Experimento Nº 4 : Conservação da Energia Mecânica

Objetivo

                         Nesta prática, temos por objetivo observar o fenômeno da conservação da energia mecânica, através da simulação de um móvel num trilho de ar inclinável com atrito mínimo.

 Introdução teórica

            Energia mecânica é a soma da energia cinética (K) e da energia potencial (U) de uma partícula. A energia potencial pode ser tanto gravitacional quanto elástica, isso vai depender do fato de se trabalhar com alturas ou forças restauradoras, ou até mesmo a soma das duas formas de energia.

             

                                 E =  K + U  (1).

                       Considerando um sistema isolado, ou seja, um sistema no qual não estão presentes forças externas ou, se elas existem, não realizam trabalho sobre o sistema e que este sistema está sujeito a apenas forças conservativas, o trabalho realizado sobre uma partícula acarretará em uma transformação de uma forma de energia em outra, isto é, a energia mecânica permanece constante (se conserva) mesmo que os valores da energia cinética e potencial variem no tempo, sendo que nenhuma energia é perdida, ela sempre é convertida em outras formas.

      Se considerarmos o teorema trabalho – energia, podemos calcular a variação de energia cinética através do trabalho:

                                 ΔK = W (2).

     A variação de energia potencial é dada por:

                                ΔU = -W  (3).

     Logo:                  ΔK = -ΔU (4).

     Podemos representar (4) através de suas posições iniciais e finais, sou seja, seus instantes em determinado momento:

                              Kf + Uf = Ki + Ui (5).

    Concluímos de (5) que a energia mecânica é sempre constante. Observando a equação (4) verificamos que a variação da energia mecânica (ΔE) é nula, sendo exatamente esse o princípio da conservação da energia mecânica.

                             ΔE = ΔK + ΔU = 0 (6).

Assim, concluímos que a energia mecância é a soma das energias, e que sua variação é zero.

Versão em Inglês - Resumo: 

Theoretical background

          

            Mechanical energy is the sum of kinetic energy (K) and potential energy (U) of a particle.

                                   

                          E = K + U (1).

       In a system in which no external forces are present, the mechanical energy remains constant.           If we consider the theorem work - energy  we can calculate the variation of kinetic energy through work:

                          ΔK = W (2).

              The variation of potential energy is given by:

                          DU =-W (3).

                          Logo: ΔK = - DU (4).

              We can represent (4) through its initial and final positions:

                         Kf + Uf = Ki + Ui (5).
           We found that the variation of mechanical energy (ΔE) is null, being precisely the principle of conservation of mechanical energy.

                             DE = ΔK + DU = 0 (6).