Um camundongo de estimação dorme perto da extremidade leste de uma plataforma horizontal parada, suportada por um eixo vertical, sem atrito, que passa por seu centro. O camundongo acorda e começa a andar para o norte sobre a plataforma. Responda sim ou não às seguintes perguntas. (iii) Neste processo, a energia mecânica do sistema camun-dongo-plataforma é constante?
Passo 1
Vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos um camundongo que está andando para o norte sobre uma plataforma que pode girar livremente ao redor de um eixo vertical sem atrito. O que precisamos analisar é se, durante esse processo, a energia mecânica do sistema (camundongo mais plataforma) permanece constante. Para isso, vamos precisar conhecer os conceitos de energia mecânica, que inclui energia cinética e potencial, e entender como o movimento do camundongo pode afetar essa energia.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia mecânica de um sistema é a soma da energia cinética (devido ao movimento) e da energia potencial (devido à posição). No nosso caso, como a plataforma está horizontal e não há variação de altura, a energia potencial não muda. Portanto, vamos focar na energia cinética.
Quando o camundongo começa a andar para o norte, ele está criando um movimento. Por causa da terceira lei de Newton (ação e reação), a plataforma pode começar a girar na direção oposta (sul). Isso significa que podemos ter um aumento na energia cinética do camundongo e um pouco de energia cinética na plataforma devido à sua rotação.
Além disso, o movimento do camundongo envolve forças internas. Essas forças fazem com que o camundongo gaste energia para se mover, o que pode resultar em uma dissipação de energia no sistema, por exemplo, através do calor gerado pelos músculos do camundongo.
Passo 3
Como há trabalho sendo realizado pelo camundongo para mover-se e essa energia está sendo transformada e possivelmente dissipada, a energia mecânica total do sistema não permanece constante. Mesmo sem atrito na plataforma, a energia fornecida pelo camundongo para se mover não é totalmente convertida em energia cinética do sistema; parte dela é perdida em outras formas de energia, como o calor.
Resposta
Não.