Universidade Estcio de S - Campus Nova Friburgo
Turmas: 3064 / 3082
Tera-feira
Energia
Experimento nmero 08
Nomes Matrculas
Arialy da Silva Wintter 201402103727
Carolina de Carvalho Levorato 201402033231
Joo Vitor Barboza da Silva 201407206664
Jos Lucas V. Ribeiro Bessa 201407194283
Lucas de S Ferreira 201407192701
Nayara Montechiari Marini da Silva 201407194267
Thayna Perez Novaes 201407164902
Data: 19/05/2015Energia
Conceito e Frmulas
Energia Mecnica
Energia a capacidade de executar um trabalho.Energia mecnica
aquela que acontece devido ao movimento dos corpos ou armazenada
nos sistemas fsicos.Dentre as diversas energias conhecidas, as que
veremos no estudo de dinmica so: Energia Cintica; Energia Potencial
Gravitacional; Energia Potencial Elstica.
Energia Cintica
a energia ligada ao movimento dos corpos. Resulta da
transferncia de energia do sistema que pe o corpo em movimento.
Sua equao dada por:
Utilizando a equao de Torricelli e considerando o incio do
movimento sendo o repouso, teremos:
Substituindo no clculo do trabalho:
A unidade de energia a mesma do trabalho: o Joule (J)
Teorema da Energia Cintica
Considerando um corpo movendo-se em MRUV.
O Teorema da Energia Cintica (TEC) diz que: "O trabalho da fora
resultante medido pela variao da energia cintica."
Ou seja:
Energia Potencial
Energia Potencial a energia que pode ser armazenada em um
sistema fsico e tem a capacidade de ser transformada em energia
cintica.Conforme o corpo perde energia potencial ganha energia
cintica ou vice-e-verso. Energia Potencial Gravitacional a energia
que corresponde ao trabalho que a fora Peso realiza. obtido quando
consideramos o deslocamento de um corpo na vertical, tendo como
origem o nvel de referncia (solo, cho de uma sala, ...).
Enquanto o corpo cai vai ficando mais rpido, ou seja, ganha
Energia Cintica, e como a altura diminui, perde Energia Potencial
Gravitacional.
Energia Potencial Elstica Corresponde ao trabalho que a fora
Elstica realiza.
Como a fora elstica uma fora varivel, seu trabalho calculado
atravs do clculo da rea do seu grfico, cuja Lei de Hooke diz
ser:
Como a rea de um tringulo dada por:
Ento:
Conservao de Energia Mecnica
A energia mecnica de um corpo igual a soma das energias
potenciais e cintica dele.Ento:
Qualquer movimento realizado atravs de transformao de energia,
por exemplo, quando voc corre, transforma a energia qumica de seu
corpo em energia cintica. O mesmo acontece para a conservao de
energia mecnica.Podemos resolver vrios problemas mecnicos
conhecendo os princpios de conservao de energia.Por exemplo, uma
pedra que abandonada de um penhasco. Em um primeiro momento, antes
de ser abandonada, a pedra tem energia cintica nula (j que no est
em movimento) e energia potencial total. Quando a pedra chegar ao
solo, sua energia cintica ser total, e a energia potencial nula (j
que a altura ser zero).Dizemos que a energia potencial se
transformou, ou se converteu, em energia cintica.Quando no so
consideradas as foras dissipativas (atrito, fora de arraste, etc.)
a energia mecnica conservada, ento:
Para o caso de energia potencial gravitacional convertida em
energia cintica, ou vice-versa:
Para o caso de energia potencial elstica convertida em energia
cintica, ou vice-versa:
Desenvolvimento
1 - Quando chegamos em sala, a plataforma de queda livre j
estava posicionada com uma distncia pr-estabelecida de 390mm
(0,39m) entre os dois sensores;
2 - Calibramos o dinammetro de 2N e pesamos o Cilindro de
Arquimedes (0,24N) e logo em seguida pesamos o Cilindro de
Arquimedes com a esfera metlica (0,48N). Subtramos com o peso do
Cilindro para encontrarmos a peso da esfera metlica (0,24N). Os
dados coletados foram anotados;
3 - Ligamos o cronmetro e o configuramos da forma correta a ser
utilizado;
4 - Cada aluno fez uma medio com a esfera metlica. As medies
foram feitas da seguinte forma: o aluno posicionava a esfera prximo
ao im, pressionava o boto do im e logo aps o soltava, fazendo com o
que a esfera passasse pelos sensores que marcavam a velocidade e o
tempo, e casse em um recipiente;
5 - Aps a medio de cada aluno, era verificado no cronmetro o
valor da velocidade. As medies foram feitas por todos os membros do
grupo, em um total de 7 medies. Os dados coletados foram
anotados;
6 - Cada aluno com sua respectiva velocidade calculou o valor da
sua acelerao da gravidade (g). Foi utilizando a frmula de igualdade
entre Energia potencial com a Energia Cintica (Ep = Ec);
Obs.: A pesagem da esfera metlica foi feita para descobrirmos a
massa da esfera metlica, porm no foi preciso, pois utilizamos no
final do experimento a frmula a frmula de igualdade da Energia
potencial com a Energia Cintica (Ep = Ec), no qual a massa ser
simplificada (desconsiderada).
7 - Concluirmos a proximidade das respectivas aceleraes da
gravidade com a acelerao gravitacional da Terra (9,81m/s), o porqu
dessa diferena.
Materiais Utilizados
1 Cilindro de Arquimedes;1 Dinammetro de 2,00N;1 Plataforma de
queda livre;1 Cronmetro;2 Sensores;1 Bobina;1 Esfera metlica;
Referncias Bibliogrficas
Halliday, Resnik &Walker. Fundamentos da Fsica, volume 1:
mecnica. 9.Ed Rio de Janeiro: LTC, 2012
http://www.sofisica.com.br
Tabela
AlunoVel. mdia (m/s)FrmulaGravidade (m/s)
Arialy2,760
9,766
Carolina2,7659,730
Joo Vitor2,7249,513
Jos Lucas2,7349,583
Lucas2,7419,633
Nayara2,7489,680
Thayna2,7559,730
Concluso
Neste relatrio, apresentamos conforme aula prtica o
estudo/conceito sobre Energia. Conclumos que a diferena em relao
gravidade padro (9,81m/s) ocorre devido alguns fatores como:
latitude em relao ao nvel do mar: Quanto mais extremo ao globo
(variando a latitude), mais o corpo fica submetido fora centrfuga
de sentido contrrio fora de atrao gravitacional, por causa do
movimento rotacional da Terra. Como tambm, pela forma no-esfrica do
planeta elptica-, objetos mais prximos ao equador so atrados com
intensidade menor do que os objetos localizados nos polos.Outro
fator importante o primeiro sensor no estar posicionado onde o
corpo tem energia potencial 100% (ponto onde sua velocidade igual a
zero). Por isso o v d esfera metlica dado pela diferena entre a
velocidade inicial, medida pelo primeiro sensor, e sua velocidade
final, medida pelo segundo sensor.
