Relatório 1 Energia Mecânica

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Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo - FEAU
Engenharia Química Diurno
Física Experimental II
Experimento: Energia Mecânica.
Ana Lucia Ortiz Novello R.A.12.4411-0
Milena Cristina Gutzlaff R.A.12.2468-2
Natane de Almeida Sartori R.A.122415-3
Wagner Guardia de Souza R.A.120907-1
Objetivo
Estudo da energia mecânica de um sistema.
2. Fundamentos Teóricos
2.1Trabalho:
O trabalho (grandeza física escalar) é a transferência de energia por uma força podendo ser positiva, negativa ou zero e só acontece quando ocorre o deslocamento. O trabalho realizado pelo corpo A sobre o corpo B é positivo se alguma energia é transferida de A para B, e é negativa se alguma energia é transferida de B para A. Se não existir energia transferida, o trabalho realizado é zero.O trabalho (W) total realizado sobre uma partícula é igual a variação de sua energia cinética (k).
2.2 Energia:
É a capacidade de realizar trabalho.
Mecânica (E)
A somada energia cinética e potencial de um sistema é chamada de energia mecânica total.
Cinética (K)
Depende apenas da rapidez da partícula e de sua massa, e não da direção do movimento. Além disso, a energia cinética nunca pode ser negativa e é zero apenas quando a partícula está em repouso.
2.3 Força conservativa:
Uma força é conservativa se o trabalho que ela realiza sobre uma partícula é zero quando a partícula percorre qualquer caminho fechado, retornando à sua posição inicial. Num sentido geral, pode ser expressa como gradiente de uma função escalar, chamada de energia potencial.
Potencial (U)
A energia transferida a tal sistema, pelo trabalho realizado por forças externas sobre ele, não irá aumentar a energia cinética total do sistema. Em vez disso, a energia transferida é armazenada como energia potencial – energia associada às posições relativas das diferentes partes do sistema.
Materiais
Rampa de lançamento.
Corpo de prova (esfera metálica).
Fio de prumo.
Trena com precisão de um milímetro.
Papel“manilha”.
Papel carbono.
Balança analítica com precisão de um centésimo grama. 
Procedimento Experimental
O Experimento iniciou posicionando a rampa de lançamento sobre a bancada, no chão foi fixado o papel “manilha” com o papel carbono e ofio de prumo foi utilizado para marcar a origem do deslocamento.
Foi posicionada a esfera metálica sobre a rampa de lançamento com um pino para apoio. Retirou-se o pino e no papel “manilha” ficou registrado o ponto onde a esfera tocou-o. O procedimento foi realizado 20 vezesposicionando o corpo de prova no mesmo ponto inicial. 
No final do procedimento, foi verificada a marcação da dispersão dos pontos no papel “manilha”e a partir disso foi obtido o ponto médio das marcações, para ter como referência o deslocamento (∆x) da esfera.
Com o auxilio da trena mediu-se a altura da rampa de lançamento, iniciando do ponto final da rampa até o chão (∆y). Foi medido do nível do prumo até o centro da nuvem dos pontos (marcações da esfera).
Figura 1_ Posicionamento da rampa de lançamento.U = 0
U = 0
Dados Experimentais
Metodologia
O método de equacionamento matemático foi dividido em três etapas: trecho AB; trecho BC e trecho C. Foi calculado o tempo a partir da equação da função horária de posição.
A velocidade inicial em y é zero, porque a projeção do vetor no eixo respectivo é nula, portanto:
A velocidade foi calculada a partir da equação da função de posição.
Trecho AB
Energia Potencial→		
Energia Cinética→	
Trecho BC
Energia Mecânica →		
Trecho C
Velocidade calculada apartir da equação da função de velocidade:
Somatório das composições dos vetores de velocidade:
Energia Cinética →		
Resultados e Discussões
Baseado na (eq. 1) função horária de posição:
Apartir da (eq. 2) função de posição:
Trecho AB - Energia Cinética e Potencial:
Trecho BC – Energia Mecânica:
Trecho C – Energia Cinética:
Tendo em vista os conceitos da Mecânica Clássica, estudo da cinemática e a dinâmica do movimento, não foi considerada a energia cinética rotacional do corpo de prova no trecho AB. Foi calculado o movimento de translação da esfera na rampa (AB) e na queda livre (BC), sendo assim, os resultados das energias em cada trecho são diferentes.
Conclusão
O experimento foi dividido em dois trechos AB e BC. Concluímos que no trecho AB não houve conservação de energia, porque foi desprezado o atrito e a resistência do ar, e também não foi calculado o movimento de rotação da esfera, apenas de translação. Por isso que a diferença das energias final e inicial não foi igual a zero. 
No trecho BC foi desprezada a resistência do ar assim como no trecho AB. Sendo que no trecho BC houve a conservação de energia, porque foi calculado apenas o movimento de translação da esfera, logo a energia final menos a inicial foi igual a zero.
Referências
Tipler, Paul A. Física para Cientistas e Engenheiros Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica - Volume 1; 6th edição; editora Ltc, 2009.