RELATÓRIO 2.1 – RELAÇÃO ENTRE TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA
Objetivo
Verificar se a variação da energia cinética no sistema é igual ao trabalho
realizado pela força externa.
Introdução
A figura mostra um carrinho com massa m1 deslizando sobre um trilho de ar
horizontal sem atrito. Ele está ligado a um peso de massa m2 através de um fio leve,
flexível e não deformável que passa sobre uma pequena polia sem atrito.
Se o fio não estica, os dois corpos percorrem a mesma distância em intervalos de
tempos iguais, e sendo assim eles possuem a mesma velocidade escalar em todos os
instantes. Quando eles mudam de velocidade, elas variam em intervalos de tempos
iguais, logo eles se deslocam com acelerações de mesmo módulo a. Aplicando a
segunda lei de Newton para cada corpo, temos um sistema de duas equações:
T = m1 a (carrinho)
e (1)
m2g + (- T) = m2 a ( peso suspenso)
onde T é a força aplicada pelo fio em cada corpo. Somando-se essas equações, podemos
eliminar T e obtemos
P = (m1 + m2) a (2)
Onde P é o peso da massa suspensa. Multiplicando-se os dois lados da equação por ΔS,
que representa a distância percorrida pelos corpos num intervalo de tempo, obtemos
P ΔS = (m1 + m2) a ΔS (3)
Isolando-se o termo a ΔS na equação v2 = v02 + 2 a ΔS do movimento com aceleração
constante e substituindo em (3), obtemos
P ΔS = (m1 + m2) v
2 – (m1 + m2) v02(4)
2 2
1
tracO
