principio da conservação da energia

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ANHANGUERA EDUCACIONAL
PINDAMONHANGABA
GESTÃO DE PRODUÇÃO INDUSTRIAL
LUIS CARLOS COSTA VIANNA
PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
PINDAMONHANGABA-SP 
2025
Sumário
INTRODUÇÃO	3
OBJETIVOS	4
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS	5
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS	6
1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos no experimento. Houve diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados? Se sim, intuitivamente, qual seria o motivo?	6
2. Utilizando as informações da Tabela 2 e as equações apresentadas no sumário teórico, e sabendo que o corpo de prova foi solto na posição 60 mm da régua, calcule e preencha a Tabela 3 com os valores obtidos para as grandezas.	7
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de translação e rotação? Por quê?	8
4. Calcule o erro relativo entre a energia envolvida quando o corpo de prova está no topo do plano e a energia quando ele passa pelo sensor. Caso o erro seja maior que zero, qual seria o motivo para isto?	8
CONCLUSÃO	9
REFERÊNCIAS	10
 INTRODUÇÃO
O conceito de energia e, por conseguinte o seu princípio de conservação,constitui-se num dos conceitos centrais da Física. Ele possibilita o entendimento de uma vasta diversidade de fenômenos físicos, bem como a resolução de vários problemas de interesse teórico e prático.
Podendo destacar alguns autores que retrataram o principio da conservação de energia.
Galileu Galilei (1564-1642) em seu tratado “Diálogos sobre Duas Novas Ciências” chegou a fazer considerações a respeito de regularidades observadas em alguns processos de transformação envolvendo a força gravitacional, quando analisava o funcionamento do “bate estaca”.
Leibniz (1646-1716) e Huygens (1629-1695) contribuíram para o desenvolvimento da idéia de conservação em situações onde ocorrem colisões entre objetos.
Thomas Young (1773-1829) em 1807 introduziu formalmente, pela primeira vez, o termo energia. A opção pelo termo energia estava diretamente relacionada com a concepção que ele tinha de que a energia expressa a capacidade de um corpo realizar algum tipo de trabalho mecânico.
OBJETIVOS
Analisaremos o problema de corpos rígidos (cilindros) rolando sem deslizarem um plano inclinado com pequeno ângulo de inclinação. Utilizaremos cilindros oco e maciço. As forças que atuam sobre o corpo rígido quando este se desloca sem escorregamento sobre um plano inclinado de altura h são: o peso p para baixo, a força normal N, que equilibra a componente normal do peso, e a força de atrito f que é exercida pelo plano.
 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
O experimento foi realizado no laboratório virtual do AVA. A seqüência a ser seguida para fazer o experimento foi: ajustar o nível da bolha, colocar o fuso elevador, ligando um multicronômetro e inserindo o diâmetro do corpo de prova cilíndrico, foi posicionado o corpo de prova no equipamento e deslizando, anotando os valores encontrados no aparelho. Depois foi repetido 3 vezes com o corpo maciço.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos no experimento. Houve diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados? Se sim, intuitivamente, qual seria o motivo?
Tabela 1 - Valores de velocidade linear obtidos no experimento
	Velocidade linear (m/s)
	Cilindro oco
	Cilindro maciço
	DESCIDA 1
	0,9090
	0,9803
	DESCIDA 2
	0,9090
	1
	DESCIDA 3
	0,087
	0,9803
	MÉDIA
	0,635
	0,9868
Sim, houve diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados. O cilindro maciço apresentou uma velocidade linear média maior (0,9868 m/s) em comparação ao cilindro oco (0,635 m/s).
Motivo intuitivo:
A diferença nas velocidades pode ser explicada pelo momento de inércia dos cilindros.
O cilindro oco possui mais massa distribuída longe do eixo de rotação, o que aumenta seu momento de inércia. Isso faz com que mais energia seja convertida em rotação em vez de translação, resultando em uma menor velocidade linear.
O cilindro maciço, por outro lado, tem a massa distribuída mais próxima ao eixo de rotação, o que reduz seu momento de inércia. Dessa forma, ele converte mais energia potencial em energia cinética translacional, atingindo uma maior velocidade linear.
Esse comportamento está de acordo com a conservação da energia mecânica e a equação que relaciona velocidade e inércia em movimentos de rolamento.
2. Utilizando as informações da Tabela 2 e as equações apresentadas no sumário teórico, e sabendo que o corpo de prova foi solto na posição 60 mm da régua, calcule e preencha a Tabela 3 com os valores obtidos para as grandezas.
Tabela 2 - Especificações dos corpos de prova
	ESPECIFICAÇÕES
	Cilindro oco
	Cilindro maciço
	MASSA - m (g)
	110
	300
	DIÂMETRO INT di(mm)
	40
	-
	DIÂMETRO EXT de(mm)
	50
	50
	DENSIDADE AÇO (g/cm3)
	7,86
	7,86
	Grandezas
	Cilindro oco
	Cilindro maciço
	Momento de inércia - I(kg.m2)
		
5.64×10−5
		
9.38×10−5
	Velocidade linear média - V (m/s)
		0.635
		0.9868
	Velocidade angular - w (rad/s)
		25.4
		39.472
	Energia cinética de
translação - Kt (𝑱 = 𝒌𝒈
𝒎𝒔𝟐𝟐)
		0.0222
		0.1461
	Energia cinética de
rotação – Kr (𝑱 = 𝒌𝒈
𝒎𝒔𝟐𝟐)
		0.0182
		0.0730
	Energia cinética total – K
(𝑱 = 𝒌𝒈 𝒎𝒔𝟐𝟐)
		0.0404
		0.2191
	Energia potencial
gravitacional – U (𝑱 = 𝒌𝒈
𝒎𝒔𝟐𝟐)
		0.0647
		0.1766
	Erro relativo percentual
em relação à energia
inicial do cilindro – ER%
(%)
		37.66%
		24.08%
Tabela 3 – Grandezas relacionadas à conservação da energia
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de translação e rotação? Por quê?
Resposta: Não é certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinética e de rotação, pois a definição de energia potencial gravitacional tem ligação apenas com a massa e altura com que o corpo está em relação ao solo, e não com sua velocidade ou rotação.
4. Calcule o erro relativo entre a energia envolvida quando o corpo de prova está no topo do plano e a energia quando ele passa pelo sensor. Caso o erro seja maior que zero, qual seria o motivo para isto?
ER% = {(0,0647-0.0404) / 0,0647} x 100 = 37,66%
ER% = {(0.1766-0.2191) / 0.1766} x 100 = 24,08%
Resposta: Perdas de energia: Durante a trajetória do corpo de prova do topo do plano até o sensor, pode haver perdas de energia devido a atrito, dissipação de calor ou outras formas de dissipação energética. Essas perdas podem resultar em uma diferença entre as energias observadas.
5. Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste experimento?
Resposta: Durante a realização deste experimento, a conservação da energia potencial gravitacional é evidenciada ao longo da sua trajetória. E assim podemos observar que quando uma energia cinética atinge um ponto ela se transforma em energia potencial, resultando em diversas transformações, é estabelece o princípio essencial para a conservação de energia.
 CONCLUSÃO
A conservação da energia mecânica é um princípio da Física que garante que, na ausência de forças dissipativas, como o atrito, a quantidade total de energia de um sistema nunca se altera. De acordo com a conservação da energia mecânica, a soma da energia cinética com as energias potenciais deve ter módulo constante
Quando um sistema se encontra completamente livre de forças de atrito ou forças de arraste, a energia mecânica desse sistema será constante. Isso quer dizer que um pêndulo livre de forças de atrito, por exemplo, deverá oscilar por tempo indefinido, do contrário, em um tempo finito, esse pêndulo terá a sua energia dissipada em outras formas de energia, como energia térmica, vibrações, sons etc
REFERÊNCIAS
Algetec – Laboratórios Virtuais. Simulador “Movimento Retilíneo Uniforme – MRU”disponível em: https://cogna.grupoa.education/sagah/object/default/101485569 acesso em 04/04/2025.
FEYNMAN, R. P.; LEIGHTON, R. B.; SANDS, M. As Lições de Física de Feynman – Volume 1: Mecânica, Radiação e Calor.São Paulo: Bookman, 2013.
GIAMBATTISTA, A.; RICHARDSON, B. M.; RICHARDSON, R. C. Física: Aplicações em Ciências e Engenharia. São Paulo: Cengage Learning, 2009.
 HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física – Volume 1: Mecânica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
SEVERINO, S. A. P. Física Geral e Experimental – Volume 1: Mecânica. São Paulo: Pearson, 2015.
 TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros – Volume 1: Mecânica, Oscilações e Termodinâmica. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
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