10. Imagine que um corpo esférico é lançado em uma pista de skate, como representado na figura abaixo.
a) O sistema determinado pelo corpo esférico e pela pista de skate é conservativo ou dissipativo?
Justifique.
b) A força normal e a força peso são forças dissipativas ou conservativas?
Soluções para a tarefa
Entendendo o conceito de forças conservativas e forças dissipativas, concluiremos que a) o sistema é dissipativo e b) as forças são conservativas.
Forças conservativas e dissipativas
- Forças conservativas: são aquelas que não alteram a energia mecânica de um sistema. O trabalho de uma força conservativa não depende da trajetória de um corpo.
- Forças dissipativas: são aquelas que transformam a energia mecânica de um sistema em outras formas de energia, como som e calor.
Sistema pista de skate e corpo esférico
a) Em situações reais sabemos que em uma pista de skate existe atrito e resistência do ar. Estas forças não são conservativas e transformam a energia mecânica da esfera em calor e som, portanto o sistema não é conservativo.
b) O trabalho da força peso não depende da trajetória da esfera e não modifica a energia mecânica desta. Portanto, a força peso é conservativa. A força normal, por definição, é sempre perpendicular a superfície de apoio. Portanto, a força normal é sempre perpendicular a direção da trajetória da esfera e não realiza trabalho sobre ela. Então a força normal é conservativa neste sistema.
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