Mecânica Tópicos de sala

Energia mecânica – Sistemas dissipativos

Você sabe como funciona uma montanha-russa?

Neste brinquedo, há continuamente troca de energia potencial gravitacional e cinética. A soma destas energias chamamos de energia mecânica (Em = Ec + Ep).

Em uma montanha-russa ideal, seja qual for a posição em que o carrinho esteja, a soma das suas energias cinéticas e potencial terá sempre o mesmo valor.  Mas na realidade, ou seja, sem desprezar o atrito. Durante todo o percurso do carrinho, a força de atrito realiza um trabalho resistente transformando a energia mecânica do sistema em energia térmica, por exemplo.

Se a montanha-russa e o carrinho formasse um sistema conservativo (sem atrito) o carrinho trocaria altura por velocidade e/ou velocidade por altura. O valor da energia mecânica não se alteraria.

Mas o carrinho inicia sua primeira descida  do ponto mais alto e não consegue atingir esta altura inicial em nenhum outro momento. Isso acontece devido o atrito entre o carrinho e a pista do brinquedo. Sendo assim a energia mecânica associada ao carrinho torna-se cada vez menor. O carrinho não terá energia mecânica suficiente para subir a rampa da altura igual àquela de onde partiu (dizemos que a energia mecânica não se conserva por ser transformada em energia térmica). Para atingir a altura inicial novamente será necessário a ação de uma força externa ao sistema.

Um sistema no qual a energia mecânica não se conserva é chamado de sistema dissipativo.

Ao iniciar o movimento, o carrinho começa a descer a rampa perdendo altura e ganhando velocidade. Então sua energia potencial vai diminuindo enquanto a cinética aumenta.

Durante o movimento parte da energia mecânica se transforma em energia térmica e em energia sonora.

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