A energia mecânica é conservada em um sistema fechado, onde apenas as forças conservadoras estão agindo. Aqui está um colapso dos principais conceitos:

O que é energia mecânica?

A energia mecânica é a soma do potencial e da energia cinética de um sistema.

* energia potencial (PE): Energia armazenada devido à posição ou configuração de um objeto. Exemplos incluem:
* energia potencial gravitacional: Energia armazenada devido à altura de um objeto acima de um ponto de referência.
* Energia potencial elástica: Energia armazenada em uma mola esticada ou comprimida.
* Energia cinética (KE): Energia possuída por um objeto devido ao seu movimento. Depende da massa e velocidade do objeto.

Forças conservadoras:

Essas forças fazem trabalho independente do caminho seguido. Eles têm a propriedade que o trabalho realizado pela força em um objeto que se move de um ponto para outro é o mesmo, independentemente do caminho seguido. Exemplos incluem:

* Gravidade: O trabalho realizado pela gravidade é determinado apenas pela diferença de altura, não pelo caminho percorrido.
* forças elásticas: O trabalho realizado por uma mola é determinado apenas pela quantidade de compressão ou alongamento, não pelo caminho seguido.

Forças não conservadoras:

Essas forças fazem trabalho que depende do caminho seguido. Exemplos incluem:

* atrito: O trabalho realizado por atrito depende da distância percorrida, não apenas das posições iniciais e finais.
* Resistência ao ar: O trabalho realizado pela resistência do ar também depende do caminho percorrido.

Como a energia mecânica é conservada:

Em um sistema fechado com apenas forças conservadoras atuando, acontece o seguinte:

1. Teorema da energia do trabalho: Quando as forças conservadoras trabalham em um objeto, o trabalho realizado é igual à mudança na energia mecânica do objeto.
2. sem perda de energia: Como as forças conservadoras não dissipam a energia, a energia mecânica total permanece constante. Qualquer mudança na energia potencial é diretamente convertida em energia cinética e vice-versa.

Exemplo:

Imagine uma bola caindo de uma altura. Veja como a energia mecânica é conservada:

* inicialmente: A bola possui alta energia potencial e baixa energia cinética.
* quando cai: A gravidade funciona na bola, convertendo energia potencial em energia cinética. A bola acelera, ganhando velocidade.
* antes de bater no chão: A bola possui alta energia cinética e baixa energia potencial.

Nota importante:

* Cenários do mundo real: Na realidade, sempre existem algumas forças não conservadoras presentes (por exemplo, atrito, resistência ao ar). Essas forças causam uma diminuição na energia mecânica, convertendo -a em outras formas como o calor.
* Sistema fechado: O conceito de conservação de energia mecânica é mais preciso em sistemas ideais e fechados, onde as forças não conservadoras são insignificantes.

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