Atividades Experimentais

OBJETIVO GERAL:

Demonstrar como ocorre a conservação da energia mecânica.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:

No nosso dia-a-dia é muito fácil notar de maneira qualitativa a conservação da energia mecânica, por exemplo quando uma fruta se desprende do galho e cai em direção ao chão, essa fruta perde toda sua energia potencial gravitacional e em seu movimento de queda adquire uma energia cinética. Dessa forma sua energia total deve se conservar, ou seja enquanto a fruta perde energia potencial, adquire energia cinética de mesma quantidade, conseqüentemente conservando sua energia total.

Um outro exemplo muito simples é quando uma montanha russa inicia seu movimento, ela sobe inicialmente bem devagar e só depois que está no topo ela começa a ganhar velocidade, isso é devido ao fato de que enquanto ela sobe ela acumula uma determinada energia potencial que será suficiente para aumentar sua velocidade no momento de decida.

METODOLOGIA:

MATERIAL: Uma rampa de lançamento horizontal, 2 esferas de massas diferentes, uma fita métrica e papel carbono.

PROCEDIMENTO: Você irá, de posse de todos os materiais necessários, montar o seu laboratório de análise da conservação da energia mecânica da seguinte maneira:

- Coloque a rampa de lançamento sobre a bancada, alinhe para que o lançamento seja horizontal, para isso utilize os parafusos calibradores localizados na parte de baixo da rampa.

- Marque a altura de lançamento(h).(OBS: Essa altura deve ser medida em relação ao seu referencial da base do lançamento, ou seja, o ponto de velocidade máxima, ver figura 1)

- Meça a altura H em relação ao plano do Alcance(A)

- Solte a bolinha da altura marcada, e preste atenção ao seu alcance(A).

- Coloque o papel carbono no local em que a bolinha toca o chão.

- Solte pelo menos 5 vezes a bolinha do local marcado, meça o alcance horizontal utilizando a fita métrica, faça a média e anote o resultado.

- Faça o mesmo para pelo menos 4 medidas diferentes de altura, preenchendo a tabela abaixo:

TABELA:

figura 1

Você pode medir o tempo de queda da partícula com um relógio digital ou pode calcular esse tempo de queda da seguinte forma:

T =

Como já sabemos que: A = Vx . T, podemos calcular Vx.

E visto que, a única velocidade que a partícula possui em seu ponto de lançamento é a velocidade horizontal, ou seja Vx, temos que pela conservação da energia:

mgh = (1/2)m.(Vx)² + (1/2)I?²

Temos também que: I = (1/5)mr² e Vx = ?r, podemos então tirar que:

Vx² = (5/3)gh

Ou seja como g é a aceleração gravitacional, que é constante, a velocidade Vx de lançamento só depende de h.

Faça um gráfico de h x Vx e de h x Vx², e discuta com seu grupo se o resultado era esperado.

DISCUSSÃO:

De posse dos resultados obtidos e dos gráficos, analise seus resultados, discuta com seus colegas e com o professor as seguintes questões:

1)- Quais seriam as possíveis fontes de erros inerentes à experiência?

2)- Devido a quê são as perdas de energia?

3)- Quais as conclusões que você obteve com o experimento, você gostou da metodologia utilizada?