Energia cinética depende do sistema de referência?

21 de julho, 2013 às 11:20 | Postado em Mecânica

Eu estava refletindo ontem a seguinte situação: se eu observo um corpo de massa M se deslocando com velocidade V constante, a energia cinética atribuída a esse corpo é dada por: MV²/2.Agora considere que eu me desloco com a mesma velocidade V do corpo na mesma direção e sentido, neste caso eu observaria este corpo em repouso e por consequência com energia cinética nula. Posso concluir dessa experiência que a energia cinética de um corpo depende do referencial adotado?

Agradeço desde já.

A ENERGIA CINÉTICA, por ser dependente da velocidade, é uma grandeza relativa a um determinado sistema de referência.

Desta forma, a bem do rigor, sempre dever-se-ia explicitar o sistema de referência em relação ao qual uma afirmação sobre energia cinética está sendo feita. Muitas vezes fica implícito o sistema de referência, entretanto explicitá-lo evita ambiguidades.

Um exemplo que julgo interessante é o da relação entre a energia cinética média das moléculas de um gás e a temperatura do gás em acordo com a Teoria Cinética dos Gases. Será que ao transportarmos um recipiente de gás em um avião que se desloca em alta velocidade em relação à Terra (o extintor de gás carbônico em um avião supersônico), aumenta a temperatura do gás no sistema de referência da Terra? É importante notar que nesse caso há uma relevante variação na energia cinética média das moléculas  do gás em relação à Terra.

A Teoria Cinética dos Gases tem como presunção que a dependência entre energia cinética média das moléculas e a temperatura do sistema gasoso seja válida em relação a um particular sistema de referência. O sistema de referência do centro de massa de todas as moléculas que constituem o gás.

Desta forma, de acordo com a Teoria Cinética dos Gases, a temperatura do gás no recipiente não é afetada simplesmente porque o recipiente de gás carbônico no avião viaja em alta velocidade em relação à Terra pois no sistema do centro de massa das moléculas (neste caso um sistema de referência solidário ao recipiente) a energia cinética média não se alterou.

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