Trabalho e energia mecânica numa mola helicoidal - Relatório 6

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Experimento 06
Trabalho e energia mecânica numa mola helicoidal
Definição:
Trabalho: na física, significa o quanto de energia se gasta para realizar certa operação. Na verdade o conceito de energia vem do trabalho, então é necessário definir trabalho de modo diferente. Notou-se que é mais que acelerar um corpo de 0 a 10 m/s, por exemplo, do que de 10 a 20 m/s, no mesmo intervalo de tempo, ou seja, com mesma aceleração, logo mesma força. Como o impulso é o mesmo, esse maior gasto de trabalho não deve-se ao tempo ou a força, logo deve-se a distância pela qual essa força foi desenvovida.
Energia mecânica: o termo energia é conhecido de todos. Energia elétrica, fontes renováveis de energia, energia nos alimentos ( as calorias ), até conceitos místicos de energia. Existem dois tipos de energia, na mecânica, a energia é cinética, que está relacionada ao movimento, e a energia potencial, que está atrelada a capacidade de um corpo entrar em movimento.
Energia cinética: A energia cinética é postulada como EC = m . v² / 2. Logo quanto maior a massa, ou maior a velocidade, maior a energia associada a ele. 
Energia potencial: Essa energia mede a capacidade que um corpo tem de entrar em movimento. Ou seja, nada mais é que a máxima energia cinética que um corpo pode atingir.
Objetivo:
Calcular o trabalho realizado por uma força ao distender uma mola helicoidal e analisar as trocas de energia num corpo que oscila numa mola helicoidal em torno de sua posição de equilíbrio.
Materiais utilizados:
01 – Tripé de sustentação;
03 – Pesos de massas com 50 g cada;
01 – Régua de 30 cm;
01 – Gancho lastro;
01 – Mola helicoidal. 
Figura 01- Materiais utilizados
Procedimento:
Medir a mola em repouso e anotar o resultado;
Medir a mola com o gancho no tripé e anotar o resultado;
Colocar uma massa de 50 g na mola, medir o tamanho da mola,anotar o valor e calcular o peso dessa massa;
Fazer os cálculos para descobrir os valores de k (constante da mola), de x ( a elongação sofrida pela mola ), de W ( trabalho ) e o valor da Energia Potencial ( EP ). 
Experimento:
Mola em repouso = 0,11 m
Mola em repouso no tripé = 0,115 m
Peso da massa = 0,05 kg
Valor da constante k = 16,33 N/m
Valor da elongação ( x ) sofrida pela mola ao adicionar uma carga de 0,5 N => x = 0,03 m
Valor do Trabalho ( W ) realizado pela F = 0,5 N => W = 0,0075 J
5.8 – Observe que a força peso é aplicada pelo campo gravitacional terreste.
Para realizar este trabalho houve a necessidade de transitar energia pelo sistema. De onde veio a energia necessária para a realização do trabalho?
Resp: Energia Potencial
Qual valor desta energia?
Resp: 0,07 J
5.9 – Como energia não pode ser gerada nem destruída, onde ficou armazenada a energia que foi necessária para distender a mola?
Resp: Ficou na mola
Esta energia recebe o nome de energia potencial elástica Ep.
Adicione mais duas massas ao sistema e calcule a energia potencial elástica Ep, armazenada na mola, considerando sua deformação a partir da posição inicial x0:
Resp: 0 m
5.10 – Determine a quantidade de energia necessária (trabalho) para deslocar as massas de x = 0,1 até a nova posição x = 0,2 ?
Resp: 0,1 J
5.11 – Qual o valor do depósito energético que você fez na mola para esticá-la, a partir de x = 0,1, até a nova posição x = 0,2 ?
Resp: 0,05 J
5.12 – Solte as massas a partir do ponto x = 0,2. 
O que você observa quando a carga atinge o ponto de equilíbrio x = 0,1 ?
Resp: A força restauradora perde força e a mola atinge sua posição de repouso.
Qual o valor da energia potencial elástica no instante que a carga passa pelo ponto x = 0,1 ?
Resp: 0 J
5.13 – Se a energia não pode ser destruída, como você explica o fato do corpo continuar subindo acima de x = 0,1 , ponto em que a mola não fica esticada ?
Resp: Por ser um material elástico ela recupera parte da força deformadora e a gravidade puxa para baixo, assim sucessivamente ate perder totalmente a força.
5.15 – Pelo princípio da conservação da energia, quanto vale a energia cinética no ponto x = 0,1 ?
Resp: 0,056 J
5.16 – O que acontece com o móvel quando ela chega ao ponto mais alto de sua trajetória ?
Resp: A mola estica totalmente.
5.17 – Que tipo de energia possui a mola nos pontos extremos da trajetória ? 
Resp: Energia Potencial Elástica.
5.18 – Quanto deve valer a soma da energia potencial e cinética em qualquer ponto da trajetória ?
Resp: Será igual.
5.19 – Qual a expressão matemática que relaciona a energia cinética e a energia potencial deste experimento ?
Resp: Ep = k . x² / 2
Conclusão:
A energia pode ser definida como capacidade de realizar trabalho ou como o resultado da realização de uma trabalho. Ela está relacionada com o estado de movimento de um corpo e depende da massa e do módulo da velocidade do corpo em questão.
Referência Bibliográficas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9tica
http://www.infoescola.com/fisica/energia-cinetica/
http://www.mundoeducacao.com/fisica/energia-cinetica.htm