TRANSFORMAÇÃO E CONSERVAÇÃO DE ENERGIA

Transformação num campo gravitacional uniforme:

Iniciaremos nossa abordagem sobre os conceitos de energia cinética e potencial gravitacional, tomando como exemplo o lançamento vertical e a queda de uma bolinha.

Quando lançamos uma bolinha para cima verticalmente, ela parte com uma velocidade inicial ( figura a). À medida que ganha altura, sua velocidade diminui, atingindo o valor zero quando a altura é máxima. Nesse ponto ela começa a descer, sua velocidade aumenta e se torna máxima quando atinge o solo (figura b).

Como fica a energia nesta situação?

Há dois tipos de energia presentes na subida da bolinha: A energia de movimento ou energia cinética e a energia potencial de interação entre a bolinha e a Terra. Esses dois tipos de energia sofrem transformações.

Tomando como referência o nível do solo, durante a subida a quantidade de energia cinética vai diminuindo e a potencial gravitacional aumentando. Durante a descida ocorre o oposto.

A quantidade de energia correspondente ao produto entre a massa do objeto (m) que se move e o quadrado do módulo de sua velocidade (v) dividido por 2 é o que definimos por Energia Cinética.

A quantidade de energia potencial de interação gravitacional depende da gravidade do local, da massa o objeto e da sua distância à Terra.

Próximo à superfície, a distância entre a Terra e o objeto é medida pela altura. Assim, a quantidade de energia potencial de interação gravitacional pode ser obtida pelo produto entre a massa do objeto (m), o módulo do campo gravitacional (g) e a altura (h).

Conservação de energia:

No exemplo da bolinha, desprezando o atrito com o ar e a perda de energia no choque com o solo, a soma das quantidades de energia cinética e potencial é sempre constante,ou seja, tem sempre o mesmo valor numérico. Nessas situações, dizemos que a energia Mecânica (EM) se conserva. Ocorre apenas transformação de energia cinética em potencial gravitacional na subida e transformação inversa na descida.

A proposta deste trabalho é associar o movimento da bolinha ao movimento do SKATISTA na pista de Skate. Neste caso desprezando todas as forças de atrito.

Unidades de Energia (SI):

“A unidade Joule foi uma homenagem ao físico ingles James Prescott Joule. Esse cientista viveu entre 1818 e 1889 e estudou a transformação de energia mecânica em calor e contribuiu muito para o estabelecimento da conservação de energia.”(GONÇALVES &TOSCANO,p.216,2003)

Energia dissipada

“A energia cinética do movimento desordenado dos átomos e moléculas denomina-se energia térmica. O aquecimento se dá pela transformação de algum tipo de energia em energia térmica. A energia foi absorvida pelas moléculas, que agora encontram-se em maior agitação.”(GONÇALVES &TOSCANO,p.220,2003)

Na queda da bolinha que analisamos anteriormente, os sucessivos choques com o solo acabam provocando diminuição da energia mecânica. De acordo com o princípio da conservação de energia, a energia mecânica perdida converteu-se em energia térmica na bolinha e no solo, aquecendo ambos. Novamente, vamos associar ao movimento do SKATISTA, considerando desta vez atrito entre a pista e o skate.

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[1]GONÇALVES &TOSCANO,Física e Realidade. v1,2003