Question

O que é princípio de conservação de energia de um fluido? Desenvolva a equação,
explicitando o que cada membro significa.

Answer 1

Resposta:

Energia cinética

A energia cinética é a energia contida em qualquer corpo que apresente uma quantidade de movimento não nula, isto é, desde que o corpo tenha massa e velocidade, ele será dotado de uma determinada quantidade de energia cinética.

A energia cinética é uma grandeza escalar cuja unidade, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, é o joule (J). A fórmula da energia cinética afirma que essa energia é igual ao produto entre a massa (m) e o quadrado da velocidade (v²) dividido por 2.

m – massa

v – velocidade

EC – energia cinética

Energia potencial

A energia potencial é uma forma de energia que pode ser armazenada e que depende diretamente da posição em que um corpo se encontra em relação a algum campo de força, tais como o campo gravitacional, campo elétrico e campo magnético.

A energia potencial só pode ser acumulada em um corpo quando este estiver sujeito à ação de uma força conservativa, isto é, uma força que aplica sempre a mesma quantidade de energia a um corpo, independentemente do caminho percorrido.

g – gravidade (m/s²)

h – altura (m)

Energia mecânica

A energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial. Em outras palavras, é toda a energia que é relacionada ao movimento de um corpo. A fórmula da energia mecânica é a seguinte:

Explicação:

Fórmula da conservação da energia mecânica

A fórmula da conservação da energia mecânica é tal que a soma da energia cinética com a energia potencial seja igual para quaisquer pontos de um sistema mecânico em que não atuem forças dissipativas.

ECi e ECf – energia cinética final e inicial

ECi e EPf – energia cinética final e inicial

Apesar de a fórmula acima ser geral e poder ser aplicada em qualquer caso em que a energia mecânica se conserve, é preciso ressaltar que cada caso pode apresentar uma forma diferente de energia potencial. Desse modo, a resolução de exercícios é a melhor maneira de compreendermos os diferentes casos.

Devemos aplicar a lei da conservação da energia mecânica nos pontos mais altos e no ponto de altura igual a 2 m. Para fazê-lo corretamente, precisamos lembrar que, no ponto mais alto, o corpo estava em repouso, portanto toda a sua energia mecânica era expressa na forma de energia potencial gravitacional. No ponto em que a altura é igual a 2 m, há tanto energia potencial gravitacional quanto energia cinética.