100-Fisica-semana-29

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Tarefa de estudos dirigidos à distância 
 
1. 
 
 
Título ou conteúdo da tarefa: Energia Mecânica em Sistemas Dissipativos 
 
1. Bom dia pessoas, até o momento trabalhamos com sistemas conservativos, ou seja, 
sistemas livres de forças dissipativas (atrito, resistência do ar, som, calor ...) nos quais a 
energia mecânica se conserva. Essa semana trabalharemos com sistemas dissipativos, ou 
seja, o movimento do corpo estará sobre efeito de alguma força dissipativa. 
 
Essas forças são chamadas dissipativas pois elas dissipam (reduzem) a energia mecânica 
do sistema. Isso não significa que a energia será destruída, ela apenas será convertida para 
uma forma que não tem mais efeito direto sobre movimento do corpo. A energia dissipada 
pela força de atrito é transformada em calor devido ao aumento da temperatura das 
superfícies e energia sonora devido ao aumento da agitação do ar ... Essas duas energias 
serão estudadas no segundo ano. 
 
A energia de um sistema é influenciada pelas forças aplicadas sobre ele, afinal a força é 
capaz de alterar a velocidade, impactando diretamente na energia cinética. 
As energias potenciais estão diretamente ligadas a forças da mesma natureza: 
 
Energia potencial gravitacional → Força gravitacional (Peso) 
Energia potencial elástica → Força elástica 
 
As equações para a conservação da energia mecânica vistas nas últimas aulas já levam em 
conta a aplicação de forças como o Peso e a força elástica, porém um corpo em movimento 
está suscetível ao efeito de outras forças, chamadas de forças externas. 
A comunicação entre a quantidade de força externa aplicada e a energia ganha/perdida pelo 
sistema é feita pela grandeza física chamada de Trabalho, representada pela letra grega 
“Tau” 𝜏. 
 
O trabalho 𝜏 feito pelas forças externas ao sistema é igual a mudança (variação) da energia 
mecânica 𝛥𝐸𝑀. 
𝜏 = 𝛥𝐸𝑀 = 𝐸𝑀𝑓 − 𝐸𝑀𝑖 
 
A força dissipativa diminui a energia mecânica 𝐸𝑀𝑓 < 𝐸𝑀𝑖 e, portanto, o trabalho é negativo. 
 
Vamos usar como exemplo, mais uma vez, o exercício II da semana 25: 
 
Supondo que a massa do carrinho vale 200Kg e 
que ele parte do repouso no ponto A, determine 
o Trabalho realizado pelo atrito entre os 
pontos A → B e B → C sendo as velocidades 
nos pontos B e C são 9m/s e 1m/s, respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno(a): Professor: Willian T. Prants Componente curricular: Física 
 
Turma: 10__ Data: E-mail do professor: w.prants@gmail.com 
mailto:w.prants@gmail.com
 Tarefa de estudos dirigidos à distância 
 
Conhecemos todas as informações dos pontos A e B, podemos escrever a expressão para 
o Trabalho entre esses pontos: 
𝜏 = 𝛥𝐸𝑀 = 𝐸𝑀𝐵 − 𝐸𝑀𝐴 = 
𝑚 . 𝑣𝐵
2
2
+ 𝑚 . 𝑔 . ℎ𝐵 − (
𝑚 . 𝑣𝐴
2
2
+ 𝑚 . 𝑔 . ℎ𝐴) 
Como em A o carrinho parte do repouso 𝑣𝐴 = 0. Em B a altura vale zero ℎ𝐵 = 0𝑚 então: 
 
𝜏 = 
200 . 92
2
+ 200 . 10 . 0 − (
200 . 02
2
+ 200 . 10 . 5) 
 
𝜏 = 
200 . 81
2
− 200 . 10 . 5 
 
𝜏 = 8100 − 10000 = −1900 𝐽 
 
 Podemos resolver o trabalho da força de atrito entre os pontos B e C da mesma forma. 
 
𝜏 = 𝛥𝐸𝑀 = 𝐸𝑀𝐶 − 𝐸𝑀𝐵 = 
𝑚 . 𝑣𝐶
2
2
+ 𝑚 . 𝑔 . ℎ𝐶 − (
𝑚 . 𝑣𝐵
2
2
+ 𝑚 . 𝑔 . ℎ𝐵) 
𝜏 = 
200 . 12
2
+ 200 . 10 . 4 − (
200 . 92
2
+ 200 . 10 . 0) 
𝜏 = 100 + 8000 − 8100 = 0 𝐽 
 
Esse resultado nos mostra que nenhuma energia foi perdida para o atrito e portanto não há 
atrito no trecho entre os pontos B e C 
 
2. Tarefa: Faça a lista de exercícios em anexo. 
 
 
3. O link 01 é uma videoaula sobre sistemas dissipativos. 
01 – https://youtu.be/rHBh9FdeNQ8 
 
 
O link 02 é uma videoaula curtinha sobre sistemas dissipativos, com uma simulação no final. 
02 – https://youtu.be/8-n7zKbU8-k 
 
 
 
Anexo I – Lista de exercícios. 
 
 
I – Em uma pista plana, um bloco de concreto desliza sobre o chão enquanto é freado pelo atrito. 
Supondo que o bloco tenha 100𝐾𝑔 e que a velocidade do bloco foi medida em dois pontos 
diferentes, sendo elas 20𝑚/𝑠 e 5𝑚/𝑠, qual será a energia dissipada pelo atrito na forma de trabalho? 
 
II – Um paraquedas usa a resistência do ar para frear a queda de um corpo, limitando a velocidade 
de queda a um valor máximo relativamente pequeno. Como a resistência do ar é uma força 
dissipativa ela irá dissipar a energia do corpo durante a queda. 
Determine a quantidade de energia dissipada na forma de trabalho durante a queda de um corpo, 
que usa um paraquedas para manter a velocidade constante e igual a 20𝑚/𝑠. Considere a massa 
do corpo igual a 80𝐾𝑔 e a altura da queda igual a 500𝑚. 
 
https://youtu.be/rHBh9FdeNQ8
https://youtu.be/8-n7zKbU8-k
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III – No arranjo experimental da figura, não desprezamos o atrito e a resistência do ar. Durante o 
movimento do bloco, da soltura da ligação com a mola até atingir a altura máxima ℎ, as forças 
dissipativas removeram 100𝐽 de energia do sistema: 
 
 
O bloco de massa igual a 4,0 𝐾𝑔, inicialmente em repouso, comprime em 20 𝑐𝑚 uma mola com 
constante elástica de 3,6 𝑥 103 𝑁/𝑚. Largando-se a mola, esta distende-se impulsionando o bloco, 
que atinge a altura máxima 𝒉. Adotando 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2, determine o valor da altura 𝒉: