Conservação da Energia
A lei da conservação da energia é tipo uma regra de ouro da física: a energia não pode ser criada nem destruída, só transformada. Isso significa que a quantidade total de energia num sistema fechado fica sempre a mesma, não importa que malabarismo ela faça, trocando de cinética para potencial ou virando calor e assim por diante.
Na prática, isso quer dizer que se você tem uma bola rolando do alto de uma colina, a energia potencial gravitacional que ela tem lá em cima vai se transformando em energia cinética conforme ela desce. Se você medir a energia total no topo e no ponto mais baixo, vai achar o mesmo valor, a menos que alguma energia tenha sido transferida para fora do sistema, tipo com atrito transformando parte dela em calor.
Quando você tá lidando com questões de vestibular, a conservação da energia é uma ferramenta poderosa. Ela pode simplificar problemas complexos de movimento, especialmente quando não há forças externas fazendo trabalho, como no caso de montanhas-russas, balanços ou até mesmo em circuitos de física. Só fica ligado que, quando atrito ou outra força dissipativa entra em cena, parte da energia mecânica se perde como calor, então a energia cinética e potencial não vai somar a mesma coisa no início e no fim.
Exercício Resolvido
Uma montanha-russa com massa total de 
está no ponto mais alto de sua trajetória, a 
acima do solo. Desprezando o atrito, qual será a velocidade da montanha-russa no ponto mais baixo da trajetória?
Solução: A energia potencial no topo é toda convertida em energia cinética na base. Calculamos a energia potencial como 
. Na base, toda essa energia será energia cinética, então 
. Resolvendo para 
, temos 
.
Alternativas:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
Exercícios Propostos
1. Um esquiador de 
desce uma ladeira e alcança uma velocidade de 
no ponto mais baixo. Considerando a conservação da energia e desprezando o atrito, qual era a altura da ladeira?
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
2. Uma bola de boliche com massa de 
é solta de uma altura de 
. Ignorando a resistência do ar, qual é a velocidade da bola imediatamente antes de tocar o solo?
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
- (e)
