Vis viva -Vis viva

Vis viva (do latim para "força viva") é um termo histórico usado para a primeira descrição registrada do que agora chamamos de energia cinética em uma formulação inicial do princípio de conservação de energia .

Visão geral

Proposta por Gottfried Leibniz durante o período de 1676-1689, a teoria era controversa, pois parecia se opor à teoria da conservação da quantidade de movimento defendida por René Descartes . Quantidade de movimento é diferente de momento . Leibniz aceitou o princípio da conservação do momento, mas rejeitou sua versão cartesiana.

A teoria foi eventualmente absorvida pela moderna teoria da energia, embora o termo ainda sobreviva no contexto da mecânica celeste por meio da equação vis viva .

O termo é devido ao alemão Gottfried Wilhelm Leibniz , que durante 1676-1689 tentou uma formulação matemática pela primeira vez. Leibniz notou que em muitos sistemas mecânicos (de várias massas , m _i cada um com velocidade v _i ) a quantidade:

${\ displaystyle \ sum _ {i} m_ {i} v_ {i} ^ {2}}$

foi conservado. Ele chamou essa quantidade de vis viva ou "força viva" do sistema. O princípio, agora se percebe, representa uma declaração precisa da conservação da energia cinética em colisões elásticas e é independente da conservação do momento .

No entanto, muitos físicos da época não sabiam desse fato e, em vez disso, foram influenciados pelo prestígio de Sir Isaac Newton na Inglaterra e de René Descartes na França , os quais propuseram a conservação do momentum como princípio orientador. Portanto, o momento :

${\ displaystyle \, \! \ sum _ {i} m_ {i} \ mathbf {v} _ {i}}$

foi considerado pelo campo rival o conservado vis viva . Foram em grande parte engenheiros como John Smeaton , Peter Ewart , Karl Holtzmann , Gustave-Adolphe Hirn e Marc Seguin que objetaram que a conservação do momentum por si só não era adequada para cálculos práticos e que fizeram uso do princípio de Leibniz. O princípio também foi defendido por alguns químicos como William Hyde Wollaston .

O matemático francês Émilie du Châtelet , conhecedor da mecânica newtoniana, desenvolveu o conceito de Leibniz e, combinando-o com as observações de Gravesande de Willem , mostrou que vis viva dependia do quadrado das velocidades.

Membros do estabelecimento acadêmico, como John Playfair, foram rápidos em apontar que a energia cinética claramente não é conservada. Isso é óbvio para uma análise moderna baseada na segunda lei da termodinâmica, mas nos séculos 18 e 19, o destino da energia perdida ainda era desconhecido. Gradualmente, começou-se a suspeitar que o calor gerado inevitavelmente pelo movimento era outra forma de vis viva . Em 1783, Antoine Lavoisier e Pierre-Simon Laplace revisaram as duas teorias concorrentes de vis viva e teoria calórica . As observações de 1798 do Conde Rumford sobre a geração de calor durante a perfuração dos canhões adicionaram mais peso à ideia de que o movimento mecânico poderia ser convertido em calor. Vis viva passou a ser conhecida como energia , após o termo ter sido usado pela primeira vez nesse sentido por Thomas Young em 1807.

Trecho do artigo de Daniel Bernoulli , publicado em 1741, com a definição de vis viva com multiplicador 1/2.

A recalibração de vis viva para incluir o coeficiente de meio, a saber:

${\ displaystyle E = {\ frac {1} {2}} \ sum _ {i} m_ {i} v_ {i} ^ {2}}$

foi em grande parte o resultado do trabalho de Gaspard-Gustave Coriolis e Jean-Victor Poncelet durante o período de 1819-1839, embora a definição atual possa ocasionalmente ser encontrada antes (por exemplo, nos textos de Daniel Bernoulli ).

O primeiro o chamou de quantité de travail (quantidade de trabalho) e o último, travail mécanique (trabalho mecânico) e ambos defenderam seu uso em cálculos de engenharia.

Veja também

• Conservação de energia: desenvolvimento histórico
• Élan vital
• Energia cinética
• Ortogênese
• Potencialidade e atualidade
• Equação de Vis-viva

Notas

Referências

• George E. Smith, "A Disputa do Vis Viva: Uma Controvérsia no Amanhecer da Dinâmica" , Physics Today 59 (outubro de 2006) Issue 10 pp 31–36. [2] (veja também errata )