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Começamos com o exercício 3 da lista 9, que lida com a ordem de grandeza da energia nos alimentos. Depois, definimos energia potencial e mostramos que a energia mecânica se conserva quando todas as forças atuantes são conservativas ou fazem trabalho nulo. Exemplos com sistema massas-mola e corpo no campo de gravitação.
Apresentamos e explicamos a definição de força conservativa. Demos os exemplos da força da mola, da gravidade e da força de atrito, esta última não conservativa e sim dissipativa.
Resolvemos o problema 22 da lista 4, aproximando a velocidade do projetil em relação à Terra pela velocidade em relação ao canhão. Discutimos o erro cometido e verificamos que nesse caso ele é pequeno e não afeta o resultado dentro da precisão desejada. No entanto, há problemas em que esse erro não pode ser cometido; veremos adiante como resolver esses problemas.
Definimos momento angular, que combina com a definição do torque e permite deduzir uma equação de movimento para a rotação, sem mostrar outra razão para sua forma. No exemplo de aplicação, uma das componentes do momento angular se conserva e dessa propriedade se prever o movimento observado na demonstração da pessoa sobre a plataforma girante com halteres, exercício 9 da lista 6.
A grandeza dinâmica da rotação que corresponde à massa na translação é o momento de inércia, cuja fórmula foi obtida a partir da aplicação da 2a lei de Newton a uma partícula em rotação. Mostramos que essa é uma grandeza aditiva e demos um exemplo formal.
A equação de movimento de um corpo em rotação pode ser deduzida da lei de Newton usando grandezas adequadas para a rotação. Nesta parte da aula, definimos torque, por uma expressão que corresponde qualitativamente à ação necessária para colocar os objetos cotidianos em rotação. No entanto, não procuramos fundamentar a razão da forma exata usada, mas ressaltamos que seu uso para modelar sistemas em rotação é muito prático.
A fim de clarear o uso do formalismo do torque, fizemos o exercício 3 da lista 6.
Iniciamos com uma revisão dos significados de energia potencial e cinética. Depois, fizemos uma aplicação ao pêndulo simples, em que demos destaque à arbitrariedade de escolha da referência de medida do potencial; mostramos que a variação da energia potencial em um movimento é sempre a mesma, e o valor absoluto não tem significado intrínseco.
Resolvemos um exercício que requer apenas a aplicação da equação correspondente à conservação da quantidade de movimento. A fim de classificar a colisão, calculamos todas as velocidades relativas ao centro de massa.
Fizemos os exercícios 2, 3, 5, 7, que são aplicações formais do conceito de trabalho, com a intenção de entender a maneira com que ele é calculado e indicar sua relação com a energia cinética. Resolvemos o exercício 10 - com que velocidade se deve subir uma escada longa -, que é uma aplicação realista do conceito de potência.
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