Rel Conservação da Energia Mecânica

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Instituto de Física – Física I
Professor Carlos Frederico
Prática
Conservação da Energia Mecânica
Data da realização da prática: 
Alunos: 
	 
Rio de Janeiro
2012
I) Objetivo
	Verificar experimentalmente a conservação da energia mecânica para um sistema conservativo.
II) Materiais
Cronômetro com dois sensores ópticos;
Trilho de ar com um planador;
Suporte para elevar o trilho.
III) Procedimento
	Inicialmente colocou-se um suporte abaixo do planador, a fim de obter um plano inclinado para a experiência. Este possuía um par de sensores ópticos, onde o cronômetro estava na posição GATE e o sensor na posição MEMÓRIA. Este, por sua vez, media o tempo em que o planador passava pela primeira vez pelo sensor e somava com o tempo em que este passava pela segunda vez dando, por fim, o tempo total do percurso realizado pelo planador.
	A experiência foi repetida cerca de três vezes, onde posteriormente, a massa do planador foi alterada.
IV) Dados e cálculos
	No início da experiência, o planador possuía energia cinética (pois ao passar pelo primeiro sensor já estava a uma certa velocidade) e energia potencial (devido a elevação do trilho de ar); no fim do percurso este possuía somente energia cinética, pois estava a uma outra velocidade e já não estava mais elevado a uma determinada altura. De acordo com a elevação proporcionada, pôde-se obter o ângulo de inclinação do plano inclinado.
Primeira medição: m = 191,316 x10⁻³ Kg
	T₁ (s)
	Tm₁ (s)
	V₁ (m/s)
	Ec₁(J)
	0,206
	0,207
	0,483
	0,0223
	0,207
	0,207
	0,483
	0,0223
	0,208
	0,207
	0,483
	0,0223
	T₂ (s)
	Tm₂ (s)
	V₂ (m/s)
	Ec₂(J)
	0,114
	0,115
	0,870
	0,0724
	0,115
	0,115
	0,870
	0,0724
	0,115
	0,115
	0,870
	0,0724
Segunda medição: m = 241,727 x 10⁻³ Kg
	T₁ (s)
	Tm₁ (s)
	V₁ (m/s)
	Ec₁(J)
	0,213
	0,214
	0,467
	0,0264
	0,215
	0,214
	0,467
	0,0264
	0,213
	0,214
	0,467
	0,0264
	T₂ (s)
	Tm₂ (s)
	V₂ (m/s)
	Ec₂(J)
	0,121
	0,123
	0,813
	0,0799
	0,125
	0,123
	0,813
	0,0799
	0,120
	0,123
	0,813
	0,0799
Terceira medição: m = 291,736 x 10 ⁻³ Kg
	T₁ (s)
	Tm₁ (s)
	V₁ (m/s)
	Ec₁(J)
	0,206
	0,206
	0,485
	0,0343
	0,205
	0,206
	0,485
	0,0343
	0,208
	0,206
	0,485
	0,0343
	T₂ (s)
	Tm₂ (s)
	V₂ (m/s)
	Ec₂(J)
	0,114
	0,114
	0,877
	0,112
	0,115
	0,114
	0,877
	0,112
	0,114
	0,114
	0,877
	0,112
Cálculo do ângulo de inclinação do trilho de ar:
tg β = H/D
onde, H = altura do plano inclinado e D = distância entre os dois sensores ópticos.
tg β = 0,025/1,00
β = 1,43°
Verificação da conservação da energia mecânica:
Conservação da Energia Mecânica → Ec₁ + Ep₁ = Ec₂
0,0223 J + 0,0469 J = 0,0692 J 
Erro percentual:
100 – (0,0692/0,0724)x100 = 
4,42%Primeira medição
Ec₁ = 0,0223J 
Ep₁ = 0,0469 J
Ec₂ = 0,0724J
0,0264
 J + 0,0
592
 J = 
0,0856
 J 
Erro percentual:
100 – (0,0799/0,0856)x100 = 
6,66%Segunda medição
Ec₁ = 0,0264J
Ep₁ = 0,0592J
Ec₂ = 0,0799J
0,0343
 J + 0,0
714
 J = 
0,106
 J 
Erro percentual:
100 – (0,106/0,112)x100 = 
5,36%
Terceira medição:
Ec₁ = 0,0343J
Ep₁ = 0,0714J
Ec₂ = 0,112J
V)Discussão
	A partir da experiência podemos observar que apesar dos erros experimentais, houve conservação da energia mecânica, de modo que os valores somados das energias cinéticas iniciais com as energias potenciais foram semelhantes aos valores encontrados com as energias cinéticas finais – isso, para cada caso isolado.