A energia mecânica é a energia do movimento e está relacionada com a capacidade de se realizar trabalho mecânico. Desta forma, quando um objeto estiver em movimento ou com capacidade de realizar movimento, há então uma certa quantidade de energia mecânica associada.
Há alguns tipos de energia que se enquadram nesta descrição, mas com certeza a energia potencial gravitacional (Ep) e a energia cinética (Ec) são dois dos tipos de energia mecânica mais conhecidos. Outros tipos de energia mecânica que podem ser mencionados são a energia potencial elástica e energia rotacional dentre muitas outras.
A energia mecânica total (Et) de um corpo é o somatório de todas as energias mecânicas presentes:
Et = Ep + Ec + outras formas de energia mecânica
Na ausência de efeitos dissipativos de energia, como atrito ou resistência do ar, a energia mecânica será conservada durante todo o percurso do objeto conforme ilustrado abaixo:
Nesta figura temos inicialmente um objeto de massa m, que é largado de uma altura h com velocidade inicial zero. No instante inicial da queda do objeto a sua energia potencial gravitacional vale m.g.h e, sua energia cinética vale zero. Portanto, a energia mecânica total é a própria energia potencial (Et = Ep = m.g.h).
Repare que durante a queda do objeto (redução da altura e aumento da velocidade) a energia potencial é reduzida e a energia cinética é aumentada. Uma vez que, na ausência de efeitos dissipativos de energia, a energia mecânica se mantém constante, isto quer dizer que as variações de energia potencial (variação negativa) e cinética (variação positiva) são idênticas em módulo durante a queda do objeto.
A figura abaixo ilustra este efeito da conservação da energia mecânica, onde se pode ver que Et é constante durante todo o percurso do objeto enquanto que Ep diminui linearmente conforme h diminui. Esta dependência linear entre Ep e h é proveniente da fórmula Ep = m.g.h. Percebe-se ainda que o coeficiente angular desta reta é o próprio peso (m.g) do objeto.
Quanto ao fato da dependência linear de Ec com h esta se explica porque para Et ser constante, as variações de Ec e Ep devem ser iguais em módulo e, como Ep é uma reta Ec deverá ser também.
Texto enviado por Leonardo Souza Dunley.
Muito bom. Ótimos conteúdos e bem explicado. 😉
– ótimo! adorei!!!
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Olá pessoal!
Na verdade esse segundo gráfico das retas é uma aproximação. Sim, é verdade que o gráfico de Et é uma reta constante na ausência de efeitos dissipativos de energia. Contudo, as variações de Ep e Ec versus H não são retas. Isto porque a gravidade (g) também varia com H. Mas, se as variações de altura envolvidas não forem muito grandes, então, retas são boas aproximações para Ep e Ec. Eu só queria esclarecer isso para vocês.