Conservação da Energia

Já a respeito de Conservação de Energia, tem- se que de acordo com : Halliday, Resnick, Walker (1996), é uma das grandes idéias unificadoras da Física.

Essa lei, segundo Halliday, Resnick, Walker (1996), não foi deduzida a partir de princípios físicos, pelo contrário, foi baseada em inúmeras experiências. Nunca nenhum cientista nem engenheiro encontraram exceção a Lei de Conservação de Energia, apesar de que várias vezes na história da física, aparentes violações foram observadas. Violações essas que estimularam sempre os cientistas para que buscassem suas causas, que por sua vez, foram descobertas, mantendo válida a Lei da Conservação de Energia.

Supondo que uma forca de atrito dinâmico f, esteja agindo sobre um sistema de um objeto considerado e uma mola, esta forca causa gradualmente a diminuição da amplitude das oscilações até que o bloco pare. Com isso, pode- se perceber que a diminuição de energia mecânica é acompanhada por um aumento da energia térmica do objeto considerado e do piso em que esta deslizando ( ambos se aquecem durante o experimento ). Essa energia térmica, é uma energia interna, uma vez que está associada aos movimentos aleatórios das átomos e moléculas de um corpo. A representação dessa variação de energia interna será dada pelo símbolo ∆Eint.

Só poderemos calcular de maneira correta a transformação de energia mecânica em energia térmica, se considerarmos um sistema que inclua o objeto considerado, a mola e o piso, devido a ?Eint ser tanto para o objeto considerado como do piso em que está deslizando. Considerando o sistema objeto-mola-piso, de modo que nenhum corpo fora do sistema possa trocar energia com os corpos do sistema, a energia mecânica perdida pelo objeto considerado e pela mola será transferida internamente nele, na forma de energia térmica e não perdida pelo sistema.

Para um sistema isolado:

∆K +  ∆U + ∆Eint = 0

Sendo: ∆K da energia cinética e delta U da energia potencial (gravitacional, elástica, ou qualquer outra forma de energia encontrada). Para um ou mais corpos isolados do sistema, os valores de K, U e ∆Eint podem mudar com o tempo, mas a sua soma para todos os corpos do sistema é invariável.

Em situações reais, sempre é possível identificar novas formas de energia como ∆Eint, permitindo preservar, de forma geral, a Lei de Conservação de Energia, ou seja:

∆K +  ∆U + ∆Eint (variação de outras formas de energia )= 0

Essa forma geral da Lei de Conservação de Energia, expressa que a energia pode ser transformada de uma forma para outra, num sistema isolado, contudo, a energia total do sistema permanece constante.

W = ∆E = ∆Emec + ∆Ete + ∆Eint

Sendo: ∆Emec qualquer variação da energia mecânica do sistema e ∆Ete qualquer variação de qualquer energia térmica do sistema. Estão incluídas em ∆Emec, ∆K  e ∆U.

Referências:

  1. HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física 1- Mecânica. 6. Ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 2002. 277 p.
  2. HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física 1- Mecânica.4. Ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1996.
  3. SYMON, Keith R. Mecânica/ Keith R. Symon. Rio de Janeiro: Campos, 1996.