Submódulo 1: Energia, trabalho e energia cinética
Conservação de Energia Mecânica: aplicações e exercícios
🎯 Conservação de Energia Mecânica: aplicações
A conservação da energia mecânica afirma que, em um sistema sem dissipação de energia por atrito ou resistência, a soma da energia cinética (K) e da energia potencial (U) permanece constante ao longo do movimento: E_m = K + U = constante.
Essa ideia é particularmente poderosa em ENEM, pois muitos problemas envolvem trajetórias de queda, pêndulos, ou movimentos com molas, onde a energia muda entre formas, mas a soma se mantém. (1)
Para estados iniciais e finais, podemos usar a conservação de energia para evitar detalhar todas as forças ao longo do caminho. Em problemas ideais, basta igualar E_m no ponto mais alto com E_m no ponto mais baixo, por exemplo, relacionando a energia potencial gravitacional no alto com a energia cinética no ponto de menor altura. Nessas situações, a energia potencial gravitacional é dada por U_g = mgh, enquanto a energia cinética é E_k = (1/2)mv^2. (2)
Na prática, para ENEM, observe: (i) se o atrito é desprezível e pode-se aplicar E_m constante; (ii) se há dissipação, a energia mecânica não é exibidamente conservada, mas a energia total (incluindo calor) é conservada. (3)
📋 Edital: ENEM – Conteúdos de Física com foco em energia, trabalho e conservação de energia — Peso: alto | Frequência nas provas: alta
💡 Curiosidade: Em muitos itens de ENEM, a conservação de energia é usada em trajetórias de pêndulo ou em quedas livres com atrito desprezível para estimar velocidades sem resolver todas as forças.