Energia dissipada

Transformação e conservação da energia mecânica na compressão ideal de uma mola

Vejamos a figura acima: nela temos uma bola de massa m com velocidade v indo em direção à mola em repouso. Vemos também que a interação massa/mola faz com que a bola perca velocidade sob a ação da força elástica que a mola exerce sobre ela. Durante a distensão da mola, a velocidade da bolinha vai aumentando em módulo. Vemos que inicialmente o sistema possui apenas energia cinética, em virtude do movimento da bolinha. Porém, quando se inicia a compressão da mola, a energia cinética da esfera diminui até zerar.

Conforme a energia cinética diminui, outra forma de energia surge. Para que seja verdadeiro o princípio da conservação da energia mecânica, essa nova energia provinda da compressão da mola é denominada energia potencial elástica.

Mas quando consideramos condições não ideais, podemos dizer que parte dessa energia mecânica se perde em razão do atrito da bolinha e da compressão irregular da mola. Dessa forma, vemos que as quantidades de energia cinética e potencial não são constantes. Verifica-se ainda que essa energia perdida não pode ser recuperada, ou seja, não volta a compor a energia mecânica total. Por essa razão, ela é denominada energia dissipada.

Se levarmos em conta essa parcela de energia não recuperável, o princípio da conservação da energia continuaria válido: a parcela da energia mecânica (cinética e potencial) que falta considera-se perdida (energia dissipada) por causa das condições não ideais, o que fecha o balanço energético.

O princípio da conservação da energia pode ser de grande utilidade para explicar diversos fenômenos. Mas sabemos que esse princípio aplica-se somente a fenômenos mecânicos, em condições ideais. Temos que nos atentar ao fato de que, em condições ideais, a energia cinética é toda transformada em energia potencial e vice-versa. Mas sabemos que em condições reais isso não ocorre, pois a energia dissipada, em razão do atrito, não mais pode ser recuperada.

Na maioria das máquinas, parte da energia é perdida através do aquecimento, em função do atrito entre suas engrenagens. Se pensarmos na matéria como um conjunto de átomos, esse aquecimento corresponde a um aumento na vibração das moléculas das peças que estão em contato umas com as outras, ou seja, há um aumento na energia cinética das moléculas.

A energia cinética do movimento desordenado das moléculas denomina-se energia térmica. Portanto, dizemos que esse aquecimento acontece pela transformação de algum tipo de energia em energia térmica: a energia foi absorvida pelas moléculas, que agora estão mais agitadas.

Por: Domiciano Correa Marques da Silva

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