RELATÓRIO 2.1 – RELAÇÃO ENTRE TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA

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RELATÓRIO 2.1 – RELAÇÃO ENTRE TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA
Objetivo
Verificar se a variação da energia cinética no sistema é igual ao trabalho
realizado pela força externa.
Introdução
A figura mostra um carrinho com massa m1 deslizando sobre um trilho de ar
horizontal sem atrito. Ele está ligado a um peso de massa m2 através de um fio leve,
flexível e não deformável que passa sobre uma pequena polia sem atrito.
Se o fio não estica, os dois corpos percorrem a mesma distância em intervalos de
tempos iguais, e sendo assim eles possuem a mesma velocidade escalar em todos os
instantes. Quando eles mudam de velocidade, elas variam em intervalos de tempos
iguais, logo eles se deslocam com acelerações de mesmo módulo a. Aplicando a
segunda lei de Newton para cada corpo, temos um sistema de duas equações:
 T = m1 a (carrinho)
e (1)
m2g + (- T) = m2 a ( peso suspenso)
onde T é a força aplicada pelo fio em cada corpo. Somando-se essas equações, podemos
eliminar T e obtemos
P = (m1 + m2) a (2)
Onde P é o peso da massa suspensa. Multiplicando-se os dois lados da equação por ΔS,
que representa a distância percorrida pelos corpos num intervalo de tempo, obtemos
P ΔS = (m1 + m2) a ΔS (3) 
Isolando-se o termo a ΔS na equação v2 = v02 + 2 a ΔS do movimento com aceleração
constante e substituindo em (3), obtemos
 P ΔS = (m1 + m2) v 2 – (m1 + m2) v02 (4)
2 2
1
O produto P ΔS é o trabalho (W) realizado pela força peso. A grandeza (m1+m2) v2 / 2 é
a energia cinética do conjunto (carrinho+peso suspenso) num determinado instante.
Logo, a equação (4) mostra que o trabalho realizado pela força peso é igual a variação
da energia cinética (ΔK).
W = ΔK = K – K0 
Experimentalmente essa relação pode ser verificada medindo-se a o peso do corpo
suspenso e o deslocamento para se determinar o trabalho realizado pelo peso. Medindo-
se a massa total do sistema e as velocidades inicial e final para se determinar a variação
de energia cinética. Comparando-se o intervalo de valores previstos para o trabalho com
o intervalo de valores previstos para a variação da energia cinética pode-se concluir se
há ou não discrepância significativa entre eles.
Dados experimentais
Os Dados que serão analisados devem ser selecionados entre aqueles registrados
quando foi realizado o 2º experimento. 
1. Tabela 1 - Massas utilizadas 
Massa total suspensa =
Massa do conjunto (carrinho + suspensa) =
2. Tabela 2 – Velocidade instantânea (V) no final de cada deslocamento (ΔS)
ΔSm ± Δ(ΔS) (m) Vm ± ΔV (m/s)
Análise de dados
1. Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza na determinação
do peso da massa total suspensa. Use o valor da aceleração da gravidade (g) no
local de realização do experimento para fazer os cálculos e mostre o resultado.
P = _________________
2. Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza na determinação do
trabalho realizado pela força peso. Faça o cálculo do trabalho realizado para cada um
dos deslocamentos e apresente os resultados numa tabela.
Tabela 3 – Trabalho (W) em função do deslocamento (ΔS)
2
ΔSm ± Δ(ΔS) (m) Wm ± ΔW (J)
3.Mostre como será calculada a variação da energia cinética do conjunto (carrinho +
massa suspensa) para cada deslocamento. Faça os cálculos e mostre numa tabela.
Tabela 5 – Variação da energia cinética (ΔK) em função do deslocamento (ΔS)
ΔSm ± Δ(ΔS) (m) ΔK ±Δ(ΔK) (J)
4. A discrepância entre o trabalho realizado pela força peso e a variação de energia
cinética não será significativa se ׀ W – ΔK׀ ≤ ΔW + Δ(ΔK).Verifique se há
discrepância significativa entre o intervalo de valores possíveis para a variação de
energia cinética e intervalo de valores possíveis para o trabalho realizado pela força
peso em cada deslocamento. 
׀ W – ΔK׀ ΔW + Δ(ΔK) discrepância
5. Pode-se afirmar que o trabalho realizado é igual à variação de energia cinética do
conjunto? Se não puder afirmar liste as possíveis causas. 
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