Relatório Física na Engenharia

Resumo

Foram verificadas, neste experimento, as propriedades pertencentes à conservação de energia mecânica, à variação das energias cinética e potencial e ao movimento oscilatório. Para tal, um colchão de ar foi utilizado e em seu trilho, que estava a 20º em relação ao eixo x, um carro esteve suspenso por duas molas que foram usadas para a realização de um movimento oscilatório. Após forçar o corpo contra uma mola, comprimindo-a e armazenando energia potencial elástica, o carro foi solto e, então, observou-se um movimento composto de forças conservativas. Para a análise do sistema, utilizaram-se filmagens e softwares capazes de gerar informações quanto à natureza do movimento e, assim, gerar gráficos e ajustes de funções a fim de possibilitar uma análise mais minuciosa dos dados obtidos no experimento.

Palavras-chave: energia mecânica, movimento oscilatório, trilho de ar.

Introdução

O conceito de energia tem muita importância na física e a palavra provém da vocábulo grego "Energia", que significa trabalho. De fato, a energia tal como é conhecida atualmente se relaciona diretamente com a definição que é dada ao trabalho. Galileu Galilei já observava em seus experimentos uma conservação, a qual ele chamava de "ímpeto". Porém, antes de se consolidar o termo "energia", esse fenômeno físico foi classificado pelo filósofo e matemático Leibniz como "vis viva", que significa "força viva". Energia como conhecemos se consolidou juntamente à ratificação do conceito de conservação, o que ocorreu entre 1842 e 1847 através de estudos dos físicos Mayer, Joule, Colding e Helmholtz.

A conservação da energia mecânica é um evento físico importante pois permite o cálculo das energia cinética e potencial de um sistema. Através dessa teoria, pode-se relacionar a velocidade e a posição de um corpo à sua energia mecânica. Para qualquer corpo de massa m que possui velocidade instantânea v, ou seja, o corpo que estiver em movimento, apresentará energia cinética. Portanto, a energia cinética depende da massa e velocidade.

Já a energia potencial é um tipo de energia armazenada pelo trabalho realizado no sistema dos corpos devido à sua posição, podendo esta ser convertida em energia cinética.

Ademais, a conservação energia mecânica mostra-se extremamente importante em sistemas oscilatórios, onde as energias cinética e potencial variam porém a soma das mesmas permanece constante, com isso, possibilita-se o cálculo da posição de um corpo em qualquer instante de tempo.

Metodologia

Materiais utilizados

- Trilho de ar metálico de 1,05 m de comprimento, com compressor de ar;

- Carrinho metálico para o trilho (elemento de movimento) e marcador;

- Molas (pequena e grande) extensíveis para acoplar ao carrinho;

- Câmera de filmagem com amostragem mínima de 20 quadros/segundo;

- Computador com programas “Tracker” e “SciDAVis” instalados;

- Suportes para inclinação do trilho e câmera;

- Balança digital.

Procedimento Experimental

1º- O carrinho metálico foi desprendido das molas e pesado na balança digital e sua massa foi anotada.

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