Na equação geral de conservação de energia, diga quais termos predominam na descrição de cada um dos equipamentos e processos a seguir. Para um processo contínuo, considere o que acontece em um intervalo de 10 s . Diga quais termos na equação representam formas de energia original e final, quais seriam entradas, e quais seriam saídas. (a) Um estilingue lançando um pedregulho

Passo 1

Vamos entender o que está pedindo a questão. Temos que analisar a equação geral de conservação de energia aplicada a um estilingue lançando um pedregulho. O conteúdo envolve conceitos de energia como energia potencial, energia cinética, entradas e saídas de energia. Para resolver, vamos precisar identificar quais tipos de energia estão envolvidos e como elas se transformam durante o processo de lançamento.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a equação geral de conservação de energia, que pode ser escrita assim:
Onde:
  • é a mudança na energia armazenada do sistema.
  • é o calor trocado com o ambiente.
  • é o trabalho realizado pelo sistema.
No nosso caso, o estilingue e o pedregulho formam o sistema.

Passo 3

No processo de esticar o estilingue, estamos armazenando energia potencial elástica nas bandas do estilingue. Essa é a energia original que vem do trabalho que fazemos para esticar.
Então, temos:
  • Energia original: Energia potencial elástica ( ) armazenada nas bandas do estilingue.

Passo 4

Quando soltamos o pedregulho, essa energia potencial é convertida em energia cinética do pedregulho em movimento. Essa é a energia final do sistema.
Então, temos:
  • Energia final: Energia cinética ( ) do pedregulho.

Passo 5

Agora, vamos identificar as entradas e saídas de energia na equação.
  • Entrada de energia: O trabalho ( ) que fazemos ao esticar o estilingue, aumentando a energia potencial elástica.
  • Saída de energia: A energia cinética ( ) do pedregulho quando ele é lançado.

Passo 6

Como não há troca significativa de calor ( ) nesse processo ideal, podemos simplificar a equação para:
Ou seja, o trabalho realizado para esticar o estilingue é convertido praticamente toda na energia cinética do pedregulho.

Resposta

No processo de um estilingue lançando um pedregulho, a energia potencial elástica armazenada nas bandas do estilingue é a energia original, que é convertida em energia cinética do pedregulho como energia final. A entrada de energia é o trabalho realizado para esticar o estilingue, e a saída de energia é a energia cinética do pedregulho quando lançado.

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