Aula do cap. 08 Conservação da Energia Mecânica

Objetivos:

Neste capítulo abordamos a Lei da conservação da Energia Mecânica, que de acordo com : Halliday, Resnick, é uma das grandes idéias unificadoras da Física. A conservação de Energia não foi deduzida a partir de princípios físicos, pelo contrário, foi baseada em inúmeras experiências. Nosso objetivo nesta aula será estudar cada tipo de energia envolvido em um processo mecânico (energia cinética e potencial gravitacional/elástica). Discutir os conceitos de Forças conservativas e dissipativas. Estudar a Lei Fundamental Fx = -du(x)/dx que relaciona Energia potencial e força. Formular e aplicar o conceito da conservação da energia mecânica para resolução dos exercícios propostos.

Conteúdo programático:
Campo e energia potencial gravitacional,
Energia Potencial Elásitca,
Forças Conservativas e Dissipativas,
Trabalho e Energia Potencial,
Energia Mecânica e sua conservação.
Uma Lei Fundamental Fx = -du(x)/dx.
Generalização do Princípio de conservação da energia mecânica.

Material Associado:
1ª Aula do cap08 Conservação da Energia Mecânica - Slides da 1ª aula do cap. 08.
2ª Aula do cap08 Atrito e Conservação da Energia Mecânica - Slides da 2ª aula do cap.08 Atrito e Energia Mecânica.
Texto de Revisão 12 Conservação da Energia Mecânica - Revisão sobre Energia Potencial e conservação da Energia Mecânica (exercícios).
Conservação da Energia Mecânica - Arquivo com a teoria deste capítulo de forma simples e resumida.

Atividades Recomendadas:
Resolver os exercícios das listas 25, 26, 27, e 28.
Estudar o texto de Revisão 12 e resolver os exercícios propostos.
Estudar o cap. 08 do livro Fundamentos de Física (Halliday) 7ª ed e resolver os exercícios sugeridos do livro texto conforme a 7ª edição:
1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 13, 18, 19, 24, 28, 29, 31, 38, 44, 45, 49, 50, 51, 52, 54, 57, 59, 61, 89 e 99.
LISTA 25 Energia Potencial - 25ª Lista de Exercícios.
LISTA 26 Atrito e EM - 26ª Lista de Exercícios.
LISTA 27 Curva de Energia Potencial - 27ª Lista de Exercícios.
LISTA 28 Exercícios de Revisão - 28ª Lista de Exercícios.



Para facilitar o estudo do Texto de Revisão deste capítulo, veja nos vídeos abaixo a resolução de cinco exercícios de ensino médio. Observe que estes exercícios utilizam quando necessário a aceleração da gravidade com módulo igual a 10 m/s2 (campo gravitacional).



1)



2)



3)



4)
O exercício abaixo caiu na prova de Física do vestibular/2011 da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora: UFJF. No arquivo anexo coloquei a questão e o gabarito.
Exercício da prova de Física do vestibular2011 da UFJF



5)













É possível um objeto (ou parte dele) cair com velocidade maior que a de uma esfera em queda livre?
Uma haste, apoiada no solo por uma das extremidades, e uma esfera são liberadas em queda livre. A extremidade livre da haste está à mesma altura da esfera, H, em relação ao solo. Qual a velocidade maior ao tocar o solo: a da esfera ou a da extremidade livre da haste?
IMAGEM3
Após formulada a pergunta em aula, um aluno respondeu mais ou menos da seguinte forma. Eu acho que é a esfera que chega mais rápido. Mas se o professor perguntou, então deve ser a ponta da haste! De fato, a intuição (ou esperteza?) do aluno estava correta.
Veja o artigo completo:
QUEM CHEGA COM VELOCIDADE MAIOR - Artigo publicado no Cad. Bras. Ens. Fís., v. 25, n. 3: p. 546-560, dez. 2008.
Veja o vídeo: [http://tp.lc.ehu.es/jma/mekanika/solidoa/fasterg.html]

Nos sites abaixo existem animações, teoria e exercícios sobre conservação da Energia Mecânica:
[http://virtual.unilestemg.br/laboratorio/conservacao.html] - Divirta-se…
[http://www.fisica.net/tc/16fis.pdf] - Conservação, o "x" da questão! (Ensino médio).


Artigo - Leitura sugerida:
Veja no arquivo anexo os argumentos de Leibniz a favor da vis viva e contrários à quantidade de movimento de Descartes…
Leibniz prova que a grandeza que mede o movimento e, portanto a verdadeira medida da força, é a massa vezes o quadrado da velocidade, isto é, mv2, e não mv (momentum) , como acreditavam os seguidores de Descartes….
A POLÊMICA ENTRE LEIBNIZ E OS CARTESIANOS 6233 - Artigo cinentífico publicado Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.17, n.3: p.336-347, dez.2000.


Referência Bibliográfica:

Halliday, David; Resnick, Robert & Walker, Jearl. Fundamentos de Física, Vol 1. Cap. 08 da 7ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Tipler, Paul. Física, Vol 1 cap. 07. 4a. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.

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