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Forças conservativas

Forças conservativas são aquelas que realizam um trabalho independentemente do caminho escolhido entre dois pontos distintos.

Forças conservativas
O trabalho das forças conservativas independe do caminho escolhido entre os pontos de partida e chegada.

O trabalho (τ) é a grandeza que determina o quanto de energia foi transferida ou retirada de um corpo. Sua definição é feita pelo produto da força aplicada sobre o corpo e o deslocamento. Somente forças que possuem a mesma direção do deslocamento do objeto realizam trabalho, portanto, o cosseno do ângulo entre a força e o deslocamento deve ser acrescentado na equação, de modo que o trabalho de uma força pode ser definido como:

Forças conservativas são aquelas que realizam o mesmo trabalho para qualquer caminho possível entre dois pontos. Em outras palavras, podemos dizer que o trabalho das forças conservativas independe do caminho feito entre o ponto de partida e o ponto de chegada. 

Queda livre

Observe a imagem acima na qual objetos idênticos estão em queda livre entre dois pontos de mesma altura. A única força que atua sobre os objetos é o peso, definido pelo produto da massa pela aceleração da gravidade (P = m.g). Julgando a trajetória 2 como possível para a queda de um objeto e partindo da definição matemática de trabalho, pode-se determinar que o trabalho realizado pela força peso em qualquer caso será o mesmo. 

Trabalho e energia

Repare que o trabalho é determinado pela altura da queda, distância em linha reta do ponto de chegada ao ponto de partida, e pelo peso dos objetos. Garantindo que ambos caiam da mesma altura, independentemente do caminho executado, o trabalho será o mesmo. Assim, a força peso é um tipo de força conservativa, para a qual o trabalho independe do caminho escolhido.

As forças que atuam no sistema, transformando energia mecânica em outras formas de energia, são denominadas de forças não conservativas ou, ainda, forças dissipativas.

Como exemplo disso, é o processo de parar um veículo. Quando um motorista aciona os freios de seu veículo, a força de atrito entre o sistema de freios e a roda é responsável por parar o veículo, transformando energia cinética em som e calor. A força de atrito, por transformar a energia mecânica em outras modalidades de energia, é considerada, portanto, uma força dissipativa.

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