Energia Mecânica no Sistema Massa-Mala

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ENERGIA MECÂNICA NO SISTEMA MASSA-MALA
ENERGIA MECÂNICA NO SISTEMA MASSA-MALA
Relatório da disciplina Experimento de Ondulatória, com intuito de documentar os resultados do experimento.
Orientador: Prof.º Esp. Bruno Macedo dos Santos
RESUMO
No dia 11 de Abril de 2017, o Técnico do laboratório com nome Júlio e o professor Bruno, demonstraram um experimento de física na Universidade Estadual do Maranhão – UEMA, chamado de “Energia Mecânica no Sistema Massa-Mola”, ambos tutores explicaram teria e prática do experimento. Foi exposto um breve comentário sobre a Lei de Hooke, Energia Potencial e Energia Cinética, com respectivas equações. Antes de avançar no experimento foi elencado o objetivo geral que foi: Entender a dinâmica da variação de energia no Sistema Massa-Mola. Nos objetivos específicos: Calcular a constante de elasticidade da mola; calcular a variação de energia potencial elástica e por fim; calcular a variação de energia cinética.
Palavras-Chaves: Energia Mecânica no sistema Massa-Mola; experimento; energia potencial e energia cinética.
1 INTRUDUÇÂO
No dia 11 de Abril de 2017, o Técnico do laboratório com nome Júlio e o professor Bruno, demonstraram um experimento de física na Universidade Estadual do Maranhão – UEMA, chamado de “Energia Mecânica no Sistema Massa-Mola”, ambos tutores explicaram teria e prática do experimento. Foi exposto um breve comentário sobre a Lei de Hooke, Energia Potencial e Energia Cinética, com respectivas equações.
O físico inglês Robert Hooke foi quem primeiro demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma força elástica, resistente ao alongamento produzido.
Hooke representou matematicamente sua teoria com a equação: F = K.x. Em que: F = força elástica; K = constante elástica; x = deformação ou alongamento do meio elástico. Nota-se então que a Lei de Hooke é responsável por verificar a deformação do corpo elástico ao se expandir. O objeto de estudo mais usado para esse evento é a mola espiral, por ser um objeto flexível que se alonga facilmente.
A energia armazenada no corpo (nesse caso, a mola) é a energia potencial, também conhecida como energia de posição, que é um tipo de armazenamento de energia dos corpos em virtude do seu posicionamento, ou seja, o sistema ou o corpo podem possuir forças interiores capazes de modificar suas posições relativas e suas diferentes partes para chegar ao objetivo (que é realizar trabalho).
Já, a energia mecânica, em um sistema massa-mola, é dada pela conservação da energia, ou seja, a energia mecânica total é a soma da energia cinética com a energia potencial. Representamos a energia cinética pelo símbolo Ec, a energia potencial pelo símbolo Ep e a energia mecânica pelo símbolo E. Sendo assim, a energia mecânica é dada pela seguinte equação: 
A energia cinética, que está relacionada a corpos em movimento, é representada pela seguinte equação: 
E a energia potencial elástica, que está relacionada à posição do corpo (ou objeto), é dada pela seguinte equação:
Antes de avançar no experimento foi elencado o objetivo geral que foi: Entender a dinâmica da variação de energia no Sistema Massa-Mola. Nos objetivos específicos: Calcular a constante de elasticidade da mola; calcular a variação de energia potencial elástica e por fim; calcular a variação de energia cinética.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
	
Para inicia o experimento foi necessário agrupar alguns objetos, que totalizou sete itens, sendo: um par de molas, que sérvio para fixar no carrinho da Pasco, e o carrinho foi colocado na trilha, depois das molas presas no carrinho, foi preciso de dois para-choques para prender as pontas das molas e os para-choques foram fixados na trilha. Próximo da trilha foi colocado um sensor de movimento conectado no computador com finalidade de analisar os dados encontrados quando o carrinho se movimentasse ao aplicar uma força. Tudo isso, só foi possível graça a um programa chamado Pasco Capstone ®. Com tudo já pronto, para seguir com o experimento, foi aplicado uma força no carrinho e com as molas, o projétil foi de sentido de ida e volta na trilha e o programa registrando todo o acontecimento no gráfico. No computador registrava no gráfico as informações, como: tempo em segundo, força em Newton, velocidade em metro por segundo e aceleração em metro por segundo ao quadrado.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
No primeiro momento do experimento é encontro o deslocamento (x), que consistir em duas: o inicial de 0,35 metros e o final de 0,40 metros. Fazendo a subtração foi encontrado 0,05 metros. Já a força foi encontrada duas: a inicial de 0,7 Newtons e o final de 1,1 Newtons. Com objetivo específico de encontrar a constante elástica, jogando na equação de Hooke foi encontrado 8 Newton por metros.
	Três pontos do gráfico em análise
	Tempo (s)
	Velocidade (m/s)
	Aceleração (m/s²)
	0,60
	0,02
	1,89
	0,65
	0,17
	4,01
	0,70
	0,38
	2,86
No segundo momento foi registrado a massa do carrinho da Pasco de 0,2514 quilogramas, no segundo objetivo específico foi proposto encontrar a energia potencial, com deslocamento (x) de 0,5 metros. Analisando a equação do da energia potencial gravitacional, onde Energia potencial igual a massa vezes aceleração gravitacional do local e vezes altura (Ep = m.g.h), e formulando a equação que altura (h) foi substituída por deslocamento (x). Para melhor compreensão do gráfico foi investigado três pontos, com respectivos: tempo, velocidade e aceleração. Já o ultimo objetivo específico pede para encontrar a energia cinética.
Com tudo calculado, foi feito uma tabela com seus resultados da energia potencial e energia cinética.
	Resultados de ambas energias
	Energia Potencial (J)
	Energia Cinética (J)
	0,23
	0,000005
	0,50
	0,003632
	0,35
	0,018151
Analisado os dados da Energia Potencial em três momentos em segundos investigados. Houve uma variação de energia de diferença de acréscimo do primeiro momento (0,60 segundos) ao segundo (0,65 segundos) de 0,27 Joules e do segundo momento para o terceiro momento (0,70 segundos), teve um declive de energia de 0,15 Joule.
Analisando a Energia Cinética, aconteceram acréscimos ao decorrer do tempo, sendo no primeiro momento para o segundo de acréscimo de 0,003627 Joules e do segundo momento para o terceiro momento de 0,014519 Joules.
4 CONCLUSÃO
Conclui-se que todas os dados encontrados só foi possível graça as teorias. Sobre a Energia Cinética que é o trabalho da resultante de todas as forças que agem sobre um corpo é igual à variação da energia cinética sofrida pelo corpo. E a Energia Potencial é a forma de energia que está associada a um sistema onde ocorre interação entre diferentes corpos e está relacionada com a posição que o determinado corpo ocupa. Graça a esses conceitos foram de suma importância para o desenvolvimento deste relatório.
REFERÊNCIAS
MUNDO EDUCAÇÂO. Energia Mecânica. Disponível em: < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/energia-mecanica-mhs.htm/>. Acesso em: 12 abril 2017.
MUNDO EDUCAÇÂO. Lei de Hooke. Disponível em: < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lei-hooke.htm/>. Acesso em: 12 abril 2017.