Manifesto Ciência Livre

Manifesto Ciência Livre.

Esse link marca a reabertura do blog (risos). Espero começar a publicar periodicamente. Sobre o link, ele fala sobre ciência livre o que é e a importância de se praticar ciência livre. O texto não é de minha autoria, é do blog arsphysica, que acompanho e gosto, recomendo a leitura.

Conservação da Energia Mecânica

Bem, como primeiro post gostaria de falar sobre esse assunto que é um princípio bastante geral, muito importante na física que é o da conservação da energia. Mas antes de chegar lá vamos dar alguns passos, primeiro vou definir uma grandeza física dessa forma:

W = F\Delta{s}cos\theta

Que é o trabalho de uma força em um certo percurso. Mas também sabemos que o trabalho resultante pode ser calculado através da força resultante e da 2ª Lei de Newton:

F_{r} = ma

e ainda da equação de Torricelli

v^{2} = v_{0}^{2} +2a\Delta{s}

que podemos fazer

\frac {v^{2} - v_{0}^{2}} {2a} = \Delta{s}

Então no trabalho total teremos:

W_{t} = F_{r}\Delta{s}cos\theta

Substituindo então na fórmula do trabalho o valor da força resultante e de \Delta{s} encontrados teremos:

W_{t} = \frac{1} {2}m(v^{2} - v_{0}^{2})

Mas lembrando que K = \frac{1} {2}mv^{2} é a energia cinética, nós temos, então, que o trabalho total em um trecho na verdade mede a variação de energia cinética (ou variação da velocidade) do corpo durante aquele trecho, então podemos fazer:

W_{t} = \Delta{K}

Chegando, então, no teorema trabalho-energia cinética. O que nos faz concluir que o trabalho tem unidade de energia, logo o trabalho é energia, energia transferida ou transformada. Para entendermos melhor o que esse teorema quer dizer pensemos num exemplo, um corpo qualquer, e.g., uma pedra, ao ser erguida até uma certa altura vai possuir energia potencial gravitacional,  U = mgh, se soltarmos essa pedra sua energia potencial gravitacional passa a diminuir, pois sua altura em relação ao solo começa a reduzir, mas sua velocidade que no início era zero agora passa a adquirir valor diferente de zero. Em outras palavras,  a energia potencial gravitacional está diminuindo e a energia cinética está aumentando, uma energia está se convertendo na outra, mas quem está fazendo isto? O trabalho,  neste caso o trabalho da força peso.

Então podemos pensar o seguinte, no começo a pedra só possuia energia potencial gravitacional, depois esta vai diminuindo e o corpo vai adquiridno energia cinética até o ponto, logo antes da pedra atingir o chão, toda sua energia potencial terá se convertido em energia cinética, logo (é difícil fugir dos ‘logo’ e ‘então’ :lol:) podemos ver que nesse processo existiu uma quantidade de energia que se conservou, poderíamos ter feito um exemplo análogo com um bloquinho preso a uma mola e veríamos que toda a energia potencial elástica adquirida ao comprimirmos o bloco seria liberada em forma da energia cinética que o corpo adquiriria. Então chegamos a um resultado muito importante da física, vamos dizer que a soma das energias cinética e potencial é uma certa quantidade, E = K + U, essa quantidade é a energia mecânica. De fato essa quantidade se conserva mesmo onde parece haver dissipação de energia, como onde há atrito, se somarmos a energia transferida em forma de calor ainda teremos uma quantidade total de energia constante durante o processo.

Então (de novo :mrgreen:) chegamos a um princípio geral – que pra mim mostra a beleza da ciência,  vou dizer como, neste caso com “pouca coisa” podemos chegar em um resultado interessante e importante e até fazer previsões sobre o fenômeno estudado, ou seja com “pouca coisa” conseguimos fazer “muita coisa” e isto é realmente belo, pois simplifica os estudos.  O princípio é o da conservação da energia mecânica que é cheio de exemplos, conforme a gente estudou exaustivamente ao menos no 1º ano do ensino médio. :cool: :lol:

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