Conservação da Energia Mecânica em Queda Livre

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Universidade Estácio de Sá - Campus Santa Cruz
Física Experimental I
Conservação da Energia Mecânica
	
Alunos:
Cesar da Silva Couto - 201407040472
Diego de Araújo Alves -201301662801
Edson Silva - 201407042114 
Francisca Lílian M. F. - 201402395361
João V. F. de Moraes - 201307380638
Turma: 3001
Professor: Hugo Roque
Data do Experimento: 21/11/2016
OBJETIVOS
Comprovar Experimentalmente a Conservação da Energia Mecânica 
INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.
	Para o crescimento da física, foi fundamental o conceito de energia, sendo que esta parece estar presente em todo lugar, como numa transformação de energia à outra ou transferência da mesma de um corpo para outro, logo, se percebe a impossibilidade da criação ou uso, no sentido literal, da energia. Contudo, a energia é a capacidade de realizar trabalho, caracterizada pela força e movimento. 
	A energia mecânica está associada ao movimento ou a possibilidade de possuir movimento, sendo assim um sistema constituído por duas energias, a cinética e a potencial, na qual esta pode ser a gravitacional ou elástica.
	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 ao seu referencial podendo ser convertida em energia cinética. Há tipos de energia potencial, como a gravitacional que é a tendência do corpo a cair em direção ao centro da Terra, e a elástica na qual é o trabalho realizado pela força elástica durante a ocorrência de deformação da mola. 
	A conservação da energia mecânica ocorre pelo fato de ter duas forças conservativas atuando, em que a soma dessas, cinética e potencial, resulta a uma constante, seja em qualquer ponto da trajetória. Sendo assim, o princípio da conservação da energia diz que a energia total de um sistema isolado é sempre constante.
A definição em forma matemática para Energia Cinética é: 
K = * m * v2
Já para a Energia Potencial Gravitacional é igual a:
 Ug = m * g * h, 
 Uel = * K *.Δ.X2 
A Forma Matemática que define a teoria, é a seguinte:
Unidades no Sistema Internacional (SI)
K = Energia Cinética Joules (J)
Ug = Energia Potencial Gravitacional Joules (J)
m = Massa (Kg)
V = Velocidade (m/s)
g = Força da Gravidade (m/s2) 
E = Energia Mecânica (J)
h = Distância (altura) (m)
MATERIAL UTILIZADO
Esfera Metálica 
Painel Para queda de corpos
Cronometro digital
	
 
 Figura 1. Materiais Utilizados
METODOLOGIA
Aferiu-se o peso da esfera 
Posicionou-se a Esfera no Imã do painel
Acionou-se a Queda da Esfera
Verificou-se o Tempo da Queda da Esfera
Ultilizou-se o Tempo da Queda Para Calcular a Velocidade Experimental
DADOS / RESULTADOS
	 Dados Experimentais
	Massa (Kg)
	Distância (m)
	Tempo (s)
	0,024
	0,82
	0,344
 Tabela 1. Dados experimentais
Massa da Esfera: 24g 0,024Kg
hmx= 820mm 0,82m
Tempo da Queda 0,344s
g = 10m/s2 , 
com os valores dos dados experimentais, e considerando a força da gravidade 10m/s2, foi possível realizar os cálculos abaixo.
Calculo da Velocidade Experimental
Vex = g * tt 
Vex = 10 * 0,344 = 3,44m/s
Calculo da Energia Cinética Máxima
Kmx = * m * v2 
Kmx = * 0,024 *(3,44)2 = 0,14J
Calculo da Energia Potencial Gravitacional máxima Teórica
Ugmx = m * g * h 
Ugmx = 0,024 * 10 * 0,82 = 0,19J 
CONCLUSÃO
Levando em consideração que a esfera não partiu do ponto zero, e com condições e ambiente inadequados, ouve uma diferença de valor entre a energia cinética e a energia potencial gravitacional, os resultados foram satisfatórios, logo, podemos comprovar com este experimento a conservação da energia mecânica, que diz. “ a conservação da energia mecânica ocorre pelo fato de ter duas forças conservativas atuando, em que a soma dessas, cinética e potencial, resulta a uma constante, seja em qualquer ponto da trajetória.”
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Bibliografia:	
Apostila de Física Experimental l – Centro Universitário Estácio de Sá
R. Resnick, D. Halliday, e J. Merrill, Fundamentos de Física, vol. 1 Mecânica, 7a ed., LTC, 2006.
Notas do Professor Hugo Roque em Laboratório