Considerando o tema de “cinemática de partículas: métodos de energia e quantidade de movimento” quais são os tipos de energia mais empregados?
Passo 1
O enunciado pede que, no contexto de “cinemática de partículas: métodos de energia e quantidade de movimento”, identifiquemos quais os tipos de energia mais usados. Vamos recorrer ao princípio da conservação de energia e à classificação geral de energias em mecânica de partículas.
Passo 2
Em mecânica de partículas a energia total de um sistema costuma ser escrita como soma de energia cinética
e energia potencial
, mais eventualmente o trabalho de forças não conservativas
. Ou seja, usamos
Aqui precisamos saber o que é energia cinética e que tipos de energia potencial aparecem com mais frequência.
Passo 3
Energia cinética translacional: é a energia associada ao movimento de uma partícula de massa
com velocidade
. A fórmula padrão é
Quase todo problema de métodos de energia começa calculando
em dois estados (inicial e final) para aplicar o teorema energia–trabalho ou conservação de energia.
Passo 4
Energia potencial de forças conservativas:
- Potencial gravitacional próximo à superfície da Terra:
onde
é a altura em relação a um nível de referência.
2. Potencial elástico de mola (força de Hooke):
2. Potencial elástico de mola (força de Hooke):
onde
é a constante da mola e
seu alongamento ou compressão.
Esses dois são, de longe, os mais comuns em problemas de partículas.
Passo 5
Outros tipos de energia que podem aparecer em casos mais específicos:
- Energia potencial elétrica de carga
em um potencial :
- Trabalho ou energia dissipada por forças não conservativas (atrito, arrasto), inserido como termo
no balanço energético.
Resposta
– Energia cinética translacional,
.
– Energia potencial gravitacional, .
– Energia potencial elástica de mola, .
– (Em casos especiais) Energia potencial elétrica, .
– Trabalho de forças não conservativas, .
– Energia potencial gravitacional,
– Energia potencial elástica de mola,
– (Em casos especiais) Energia potencial elétrica,
– Trabalho de forças não conservativas,