Considere as transferências e transformações de energia listadas a seguir de (a) a (e). Para cada parte, (i) descreva aparelhos feitos pelo homem para produzir cada uma das transferências e transformaçōes de energia e, (ii) quando possível, descreva um processo natural no qual a transferência ou transformação de energia ocorre. Dê detalhes para justificar suas escolhas, como a identificação do sistema e outra emissão de energia se o aparelho ou processo natural tem eficácia limitada. (d) Energia transferida por ondas mecânicas realiza trabalho em um sistema.
Passo 1
Beleza, vamos resolver a parte (d) do exercício que fala sobre “Energia transferida por ondas mecânicas realiza trabalho em um sistema”. O conteúdo aqui envolve ondas mecânicas, transferência de energia e trabalho realizado em um sistema. Para resolver, vamos precisar entender o que são ondas mecânicas, como elas transferem energia e exemplos de aparelhos feitos pelo homem e processos naturais que ilustram isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são ondas mecânicas. Ondas mecânicas são perturbações que se propagam através de um meio material, como água, ar ou uma corda. Elas transportam energia de um lugar para outro sem transportar a matéria em si. Um exemplo clássico é o som, que é uma onda mecânica que viaja pelo ar.
Passo 3
Agora, vamos pensar em um aparelho feito pelo homem que utiliza ondas mecânicas para realizar trabalho. Um exemplo é o ilha musical ou vibrador de superfície. Esse dispositivo usa vibrações mecânicas para agitar superfícies ou objetos, transferindo energia das vibrações para o sistema em que está inserido, realizando trabalho como misturar líquidos ou massagear músculos.
Passo 4
Em processos naturais, um exemplo de transferência de energia por ondas mecânicas que realiza trabalho é o movimento das ondas do mar. Essas ondas transportam energia através da água e, quando atingem a costa, podem exercer força sobre objetos como barcos ou estruturas costeiras, realizando trabalho ao mover ou empurrar esses objetos.
Passo 5
Vamos identificar o sistema e discutir a eficiência. No caso do vibrador de superfície, o sistema pode ser a máquina que está sendo agitada. A energia das vibrações é transferida para esse sistema, realizando trabalho útil. No processo natural das ondas do mar, o sistema inclui os objetos impactados pelas ondas. Em ambos os casos, parte da energia das ondas pode ser dissipada como calor ou outras formas de energia, o que limita a eficácia do trabalho realizado.
Resposta
As ondas mecânicas transferem energia que realiza trabalho em sistemas como dispositivos vibradores usados para agitar superfícies e, naturalmente, no movimento das ondas do mar que movem objetos na costa. Esses sistemas aproveitam a energia das ondas para executar trabalho, embora parte dessa energia possa ser dissipada, afetando a eficiência.