LMC E7 Conservacao da Energia Mecanica (energia Potencial Elastica)

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS 
CURSO: BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE MECÂNICA CLÁSSICA 
NOTA 
 
EXPERIMENTO 7: CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA – ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA 
PROFESSOR(A): TURMA: DATA:____/____/____ 
ALUNOS: 
1 – 4 – 
2 – 5 – 
3 – 6 – 
 
1 – OBJETIVOS: Aplicar o princípio da conservação da energia mecânica utilizando as energias envolvidas (potencial elástica, 
potencial gravitacional e cinética) no lançamento oblíquo. Aplicaremos as equações da cinemática para o movimento de uma esfera 
maciça lançada por um sistema de lançamento com mola. Através da conservação da energia mecânica, considerando a energia 
potencial elástica da mola do lançador, será obtida a velocidade inicial de lançamento e o alcance do projétil. A equipe responsável 
pela apresentação desse experimento deve apresentar toda a fundamentação teórica, que pode ser encontrada no livro texto, nos 
capítulos que abordam a conservação da energia mecânica e movimento num plano. 
2 – MATERIAL UTILIZADO:  Esfera de massa 7 𝑔;  Lançador de projéteis; 
 Régua, papel carbono e papel branco; 
 
3 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
A execução do experimento deve seguir as seguintes etapas: 
(i) Desaperte o parafuso do lançador (debaixo da bancada) e gire o aparato experimental (lançador), de modo que seja 
possível coloca-lo em 90°. 
(ii) Pendure o conjunto lastro + discos (5 discos de 50 𝑔) no puxador do ganhão e meça a elongação da mola do lançador 
(𝑥1 = ___________________). Calcule a constante elástica da mola (𝑘), utilizando a segunda lei de Newton e a lei de Hooke 
(𝑘 = ___________________). 
(iii) Regule o sistema de lançamento de modo que a mola esteja relaxada e sem folga quando desarmado. 
(iv) Coloque a esfera (pequena) dentro do lançador, escolha um ângulo de lançamento (𝜃0 = ___________________) e meça a altura 
inicial (𝑦0 = ___________________) de saída da esfera em relação à mesa. 
(v) Arme o sistema de lançamento e meça o deslocamento do puxador, que corresponde ao deslocamento da mola da posição 
de relaxamento (𝑥2 = ___________________). 
(vi) Aplique o princípio da conservação da energia mecânica para o caso da esfera dentro do lançador e determine a velocidade 
inicial de lançamento (𝑣0 = ___________________) da esfera imediatamente fora do lançador, conforme pode ser observado na 
figura 7.1. Lembre-se de somar a massa do êmbolo do lançador (54 𝑔) à massa da esfera. 
Figura 7.1 – Aparato do experimento de conservação da energia mecânica – energia potencial elástica. 
 
(vii) Com o valor de 𝑣0, 𝜃0 e 𝑦0, determine a posição (𝑥𝑐𝑎𝑙𝑐 = ___________________) do alcance da esfera na mesa. 
(viii) Realize um disparo livre e meça 𝑥𝑒𝑥𝑝 (𝑥𝑒𝑥𝑝 = ___________________) e compare com o valor calculado do item anterior. 
(ix) Faça um relatório resumido com seus cálculos, observações e as respostas das questões. Explique por que é necessário 
somar a massa do embolo à da esfera na aplicação da conservação da energia mecânica no movimento dentro do lançador. 
Questão 1 – Joãozinho deseja levar um presente surpresa para Mariazinha que mora num apartamento que está a 100 𝑚 acima do 
solo. Mas, Joãozinho não deseja se encontrar com os pais de Mariazinha porque eles são muito bravos. Mariazinha está de castigo e 
não está frequentando às aulas na UFERSA. Joãozinho é um bom aluno do curso de Bacharelado em Ciência e Tecnologia. Ele 
constrói um dispositivo para lançar verticalmente o presente para Mariazinha. Considerando que a massa 𝑚 = 1,0 𝑘𝑔 e a constante 
elástica da mola é 𝑘 = 20000 𝑁/𝑚. A deformação (compressão) na mola é 20,0 𝑐𝑚. Será que ele vai conseguir atingir a altura da 
janela de Mariazinha? Caso contrário, discuta como o dispositivo deveria ser alterado para que ele consiga alcançar a altura 
desejada. Lembre-se que a alteração do projeto deve considerar a relação custo-benefício. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 – CONCLUSÕES: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sugestão: A conclusão deve possuir comentários sobre os resultados experimentais, possíveis erros e como proceder para minimizá-los.