Questão 24 -
A análise de um sistema mecânico formado por corpos que interagem entre si pode ser feita por meio das forças presentes. Tal análise pode ser facilitada pelo uso da grandeza física energia, já que esta é do tipo escalar, enquanto as forças são grandezas vetoriais. Sobre os conceitos de força e energia são feitas as seguintes afirmações:
I. Uma força somente poderá ser classificada como conservativa, se o trabalho realizado por ela sobre uma partícula que percorre um circuito fechado for igual a zero.
II. Em um sistema mecânico isolado a energia pode ser transformada de uma modalidade em outra, mas a energia mecânica do sistema permanece constante.
III. As forças de atrito somente realizam trabalho resistente e por esta razão elas contribuem para a diminuição da energia mecânica dos sistemas.
Considerando V para os itens verdadeiros e F para os falsos, as afirmações I, II e III poderão ser classificadas, respectivamente, como:
a) VVV.
b) VFF.
c) FFV.
d) VFV.
e) VVF.
I. Uma força somente poderá ser classificada como conservativa, se o trabalho realizado por ela sobre uma partícula que percorre um circuito fechado for igual a zero.
II. Em um sistema mecânico isolado a energia pode ser transformada de uma modalidade em outra, mas a energia mecânica do sistema permanece constante.
III. As forças de atrito somente realizam trabalho resistente e por esta razão elas contribuem para a diminuição da energia mecânica dos sistemas.
a) VVV.
b) VFF.
c) FFV.
d) VFV.
e) VVF.
Passo 1
O enunciado trata de três afirmações sobre forças conservativas, energia mecânica em sistema isolado e trabalho de forças de atrito. O conteúdo envolve definições de força conservativa (trabalho em laço fechado), conservação da energia mecânica e efeito de forças dissipativas (atrito). Para resolver, vamos analisar cada afirmação usando a teoria de trabalho e energia.
Passo 2
Analisando a afirmação I: “Uma força somente poderá ser classificada como conservativa, se o trabalho realizado por ela sobre uma partícula que percorre um circuito fechado for igual a zero.”
Definição de força conservativa: uma força é conservativa se, e somente se, o trabalho ao longo de qualquer trajetória fechada for zero. Logo, a afirmação I é verdadeira.
Definição de força conservativa: uma força é conservativa se, e somente se, o trabalho ao longo de qualquer trajetória fechada for zero. Logo, a afirmação I é verdadeira.
Passo 3
Analisando a afirmação II: “Em um sistema mecânico isolado a energia pode ser transformada de uma modalidade em outra, mas a energia mecânica do sistema permanece constante.”
Em geral, para que a energia mecânica permaneça constante, só podem atuar forças conservativas. Num sistema isolado com forças não conservativas (por ex., atrito interno), parte da energia mecânica se converte em calor, de modo que
não se conserva. Logo, a afirmação II é falsa.
Em geral, para que a energia mecânica
Passo 4
Analisando a afirmação III: “As forças de atrito somente realizam trabalho resistente e por esta razão elas contribuem para a diminuição da energia mecânica dos sistemas.”
As forças de atrito são não conservativas e realizam trabalho negativo (resistente), retirando energia mecânica e convertendo-a em calor. Logo, a afirmação III é verdadeira.
As forças de atrito são não conservativas e realizam trabalho negativo (resistente), retirando energia mecânica e convertendo-a em calor. Logo, a afirmação III é verdadeira.
Passo 5
Classificando I, II e III como Verdadeiro (V) ou Falso (F) obtemos, respectivamente: V, F e V. Isso corresponde à alternativa (d).
Resposta
d) VFV