A energia mecânica é a soma da energia potencial de um objeto e da energia cinética. Veja como calculá -lo:

1. Energia potencial (PE)

* energia potencial gravitacional: Essa é a energia que um objeto possui devido à sua posição em relação a um ponto de referência (geralmente o solo).
* Fórmula:PE =MGH
* m =massa do objeto (kg)
* g =aceleração devido à gravidade (9,8 m/s²)
* h =altura acima do ponto de referência (m)
* Energia potencial elástica: Esta é a energia armazenada em um objeto elástico deformado, como uma mola esticada.
* Fórmula:PE =(1/2) KX²
* k =constante de mola (n/m)
* x =deformação da posição de equilíbrio (m)

2. Energia cinética (KE)

* Esta é a energia que um objeto possui devido ao seu movimento.
* Fórmula:ke =(1/2) mv²
* m =massa do objeto (kg)
* v =velocidade do objeto (m/s)

3. Energia mecânica total (eu)

* Para calcular a energia mecânica total de um objeto, basta adicionar energia potencial e energia cinética:
* me =pe + ke

Exemplo:

Imagine uma bola de massa 2 kg é jogada verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s. Vamos calcular sua energia mecânica no ponto mais alto de sua trajetória.

* no ponto mais alto:
* A velocidade da bola é zero (v =0 m/s), então ke =0.
* A altura da bola é máxima (H =máximo), então precisamos encontrar essa altura.
* Usando a equação cinemática:v² =u² + 2as, onde u =velocidade inicial, a =aceleração devido à gravidade (negativa, pois age para baixo) e s =altura.
* Temos:0² =10² + 2 (-9,8) h
* Resolvendo para H, encontramos h ≈ 5,1 m.
* Pe =mgh =2 kg * 9,8 m/s² * 5,1 m ≈ 100 j (joules)

* Portanto, a energia mecânica total no ponto mais alto é eu =pe + ke =100 j + 0 j =100 j.

Nota importante:

* A energia mecânica é conservada em um sistema fechado (sem forças externas que atuam nele) desde que não haja forças não conservadoras como atrito ou resistência ao ar presente.
* Nos cenários do mundo real, a energia mecânica geralmente não é conservada devido a essas forças, levando à dissipação de energia como calor ou som.