Forças conservadoras

RKA12 - O que são forças conservativas? Forças conservativas são aquelas em que o trabalho realizado por essa força em algum objeto depende somente da posição inicial e da posição final daquele objeto. Em outras palavras, o trabalho realizado sobre esta massa não depende do caminho realizado por ela. Se o trabalho de uma força obedece a esta regra, nós a chamamos de força conservativa. Por exemplo, a força gravitacional em uma massa de 5 quilogramas é de 49 newton. Se nós a deixarmos cair por uma altura de 6 metros, o trabalho realizado por essa força vai ser de 294 joule. Vamos começar de novo. Suponha que a massa desça 6 metros, e depois a empurremos para cima 6 metros, e ela novamente caia 6 metros. O trabalho realizado pela força gravitacional é de 294 joule. Mas, quando nós a empurramos para cima, a força gravitacional realiza um trabalho contrário ao movimento, portanto, negativo 294 joule até que ela chegue ao topo. Quando deixamos que ela caia novamente, a força gravitacional realiza um trabalho de 294 joule. O que significa que o trabalho da força de gravidade sobre a massa foi de 294 joule, exatamente como daquela primeira vez em que nós somente a deixamos cair. Em outras palavras, o trabalho da força gravitacional não depende de características do caminho percorrido pela massa, mas sim apenas da posição inicial e da posição final da massa. De fato, se você movimentar a massa por qualquer caminho daquela mesma posição inicial até a posição final, o trabalho realizado pela força gravitacional vai ser o mesmo: 294 joule. Isso nos leva à conclusão de que a força gravitacional é uma força conservativa. A força realizada por uma mola é um outro exemplo de força conservativa. O trabalho total da força realizada por uma mola sobre uma massa não depende do caminho que ela realiza, mas simplesmente da posição inicial e da posição final. O termo conservativo vem do fato de que forças conservativas conservam energia mecânica, enquanto forças não conservativas não conservam energia mecânica. Energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial. Um exemplo de força não conservativa é a força de atrito. Se eu arrastar uma massa de um ponto "A" a um ponto "B", o atrito vai realizar um trabalho negativo em relação ao sentido do movimento e vai gerar dissipação de calor. Vai gerar energia térmica que se dissipa, por isso uma força não conservativa. De maneira semelhante, a força de resistência do ar é uma força não conservativa, pois as características do trabalho realizado por ela dependem do caminho adotado pelo móvel (por exemplo, o avião). É importante notar que as forças conservativas têm energia potencial associada a elas, como a força gravitacional e a força da mola. Por outro lado, forças dissipativas ou forças não conservativas, como a força de atrito, não têm energia potencial associada a elas. Isto faz sentido porque, quando você levanta um objeto contra a força da gravidade, ao soltá-lo, você obtém novamente a energia que você gastou. A energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética. De maneira similar, se você realiza trabalho contra a força da mola, comprimindo-a, ao soltar, você vai ter de novo esta energia quando a mola se estende e empurra a massa para fora. Ou seja, a energia potencial acumulada transformou-se em energia cinética. Por outro lado, você pode tentar obter energia novamente a partir de um trabalho realizado contra a força de atrito, mas você não vai conseguir. O que acontece é que a energia na forma térmica se dissipa pela mesa, pela superfície de contato, pelo bloco. Até o próximo vídeo!