Energia potencial elástica
-
Upload
julivan-emanuel -
Category
Documents
-
view
342 -
download
3
description
Transcript of Energia potencial elástica
©2004 by Pearson Education Figuras 7-1
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICAENERGIA ARMAZENADA EM UM CORPO DEFORMÁVEL, COMO UMAMOLA OU UMA TIRA DE BORRACHA (CORPO ELÁSTICO).
©2004 by Pearson Education Figuras 7-2
TRABALHO REALIZADO SOBRE A MOLA ⇒ W = 1/2kx2² - 1/2kx1² ; x2>x1
TRABALHO REALIZADO PELA MOLA ⇒ W = 1/2kx1² - 1/2kx2² ; x2 < x1
©2004 by Pearson Education Figuras 7-3
TRABALHO E ENERGIA POTENCIAL DE MOLA
Welástico = 1/2kx1² - 1/2kx2² = U1 - U2 = - ∆U
FORÇA ELÁSTICA É A ÚNICA QUE REALIZATRABALHO:
Wtotal = Welástico = U1 - U2
PELO TEOREMA DO TRABALHO-ENERGIAWtotal = K2 - K1
TEMOSK1 + U1 = K2 + U2
SE OUTRA FORÇA ALÉM DA FORÇA ELÁSTICA REALIZA TRABALHO, TEM-SE:
Welástico + Woutra = K2 - K1
K1 + U1 + Woutra = K2 + U2
©2004 by Pearson Education Figuras 7-4
SITUAÇÕES COM ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL E ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
ENUNCIADO GERAL DA RELAÇÃOENTRE A ENERGIA CINÉTICA , A ENERGIAPOTENCIAL E O TRABALHO REALIZADO POROUTRAS FORÇAS É:
K1 + UGRAV,1 + Uelast,1 + Woutra = K2 + Ugrav,2 + Uelast,2
©2004 by Pearson Education Figuras 7-5
EXEMPLO 7.8: Movimento com energia potencial elásticaA figura mostra um cavaleiro com massa m = 0,200 kg em repouso sobreum trilho de ar sem atrito, ligado a uma mola cuja constante é dada por k = 5,00 N/m. Você puxa o cavaleiro fazendo a mola se alongar 0,100 m e aseguir o liberta sem velocidade inicial. O cavaleiro começa a se mover retornandopara sua posição inicial (x = 0). Qual é o componente x da sua velocidade no ponto x = 0,080 m?
©2004 by Pearson Education Figuras 7-6
FORÇAS CONSERVATIVAS E FORÇAS NÃO CONSERVATIVAS
O TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA CONSERVATIVA POSSUI SEMPREAS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:1. É DADO PELA DIFERENÇA ENTRE O VALOR INICIAL E O VALOR FINAL DAFUNÇÃO ENERGIA POTENCIAL.2. É CAPAZ DE CONVERTER ENERGIA CINÉTICA EM ENERGIA POTENCIALE VICE-VERSA.3. É INDEPENDENTE DA TRAJETÓRIA DO CORPO E DEPENDE APENAS DOPONTO INICIAL E DO PONTO FINAL, OU SEJA, DEPENDE APENAS DA VARIAÇÃODA POSIÇÃO.4. QUANDO O PONTO FINAL COINCIDE COM O PONTO INICIAL, O TRABALHO REALI_ZADO É IGUAL A ZERO.
©2004 by Pearson Education Figuras 7-7
EXEMPLO 7.12: O trabalho realizado pela força de atrito depende d atrajetória - Você deseja mudar a arrumação de seus móveis e desloca um sofá de 40,0 kg por uma distância de 2,50 m através da sala. Contudo, atrajetória retilínea é bloqueada por uma mesa que você não deseja deslocar.Em vez disso, você desloca o sofá ao longo de uma trajetória com dois trechos ortogonais, um trecho com um comprimento de 2,00 m e o outro com 1,50 m decomprimento.
Em comparação com o trabalho que seria realizado na trajetória retilínea, qual é otrabalho excedente que você deve realizarpara deslocar o sofá com os dois trechosortogonais? O coeficiente de atrito cinéticoé de 0,200.
©2004 by Pearson Education Figuras 7-8
LEI DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
UMA FORÇA NÃO CONSERVATIVA NÃO PODESER REPRESENTADA POR UMA ENERGIA POTENCIAL. O EFEITO DESSA FORÇA ÉDESCRITO PELA ENERGIA ASSOCIADA COM A MUDANÇA DE ESTADO DE UM SISTEMA, A QUAL SE DENOMINA DE ENERGIA INTERNA .
∆Uint = - Woutra
E, PODEMOS ESCREVER:
K1 + U1 - ∆Uint = K2 + U2
∆∆∆∆K + ∆∆∆∆U + ∆∆∆∆Uint = 0 (LEI DE CONSERVAÇÃO DA ENERGIA)
ENUNCIA-SE: A ENERGIA NUNCA PODE SERCRIADA NEM DESTRUÍDA; ELA PODE APENASMUDAR DE UMA FORMA PARA OUTRA.
FINALMENTE: