A natureza atômica da matéria, sendo o átomo constituído por cargas elétricas, nos ajuda a entender a conservação de energia num sentido amplo. Isto porque a força entre duas cargas elétricas
é dada pela força de Coulomb. Considere a carga
q_{1} na origem e a carga
q_{2} na posição
\vec{r} , assim a força (de Coulomb) na carga 2 será uma força central dada por
\vec{F}_{2,1}=K \frac{q_{2} q_{1}}{r^{2}} \hat{r}
a) Determine a energia potencial associada a essa força. Essa é a energia potencial de interação entre as cargas 1 e 2 .
Para cada par de cargas presentes no seu sistema, haverá uma energia potencial como a do item a). Na ausência de forças externas, como discutido em aula, temos que a soma de todas as energias cinéticas mais a soma de todas as energias potenciais será conservada. Na presença de forças externas, o trabalho das forças externas sobre o sistema vai nos dará a variação da energia mecânica do sistema.
b) Dê exemplos de situações em que a energia mecânica de um sistema pequeno não é conservada, mas que ao ampliar o sistema, passamos a ter conservação de energia. Indique claramente como ocorre a transferência de energia do sistema pequeno para sua vizinhança.