Relatorio_8_Conservacao_Energia_Mecanica

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Título do experimento
Conservação da Energia Mecânica: Sistema massa-mola 
Objetivo
Conceituar a Conservação da Energia Mecânica. 
 
Introdução teórica
A energia potencial de um sistema se define de modo que o trabalho de uma força conservativa sobre o sistema é igual à diminuição dessa energia. Se a força conservativa for a única que, efetua trabalho, este trabalho é igual ao aumento da energia cinética. Uma vez que, no caso, a diminuição da energia potencial é igual ao aumento da energia cinética, a soma entre energia potencial e energia cinética, ou seja, a energia mecânica total não se altera. Este resultado é a lei de conservação de energia mecânica. É uma consequência das leis de Newton e proporciona, em muitos casos, caminho conveniente para resolver problemas de mecânica. A conservação de energia mecânica, porém, é limitada, pois muitas vezes estão presentes forças não-conservativas. Quando há ação do atrito, por exemplo, a energia mecânica do sistema diminui.
Porém, há situações onde o sistema pode não ser isolado, quando por exemplo existe a força de atrito ou outra força externa que realizando trabalho faz com que ocorra uma diminuição ou aumento de energia mecânica do sistema, ou seja, essa força externa realizou trabalho positivo, onde o sistema recebe energia, ou negativo, onde o sistema perde energia. Ressaltando que a energia não é criada ou destruída pelo trabalho externo, e sim, este apenas transfere energia.
Materiais utilizados
Os materiais utilizados no experimento foram:
Mola: uma espiral metálica caracterizada por sua capacidade de deformação elástica, que teoricamente obedece a lei de Hooke. 
Suporte para mola: equipamento usado para fixar a mola pra realização do experimento.
Dois sensores fotoelétricos: dispositivos responsáveis por detectar o instante em que o carro deslizante passa por eles.
Cronômetro digital: mensura os intervalos de tempo em sincronia com os sensores fotoelétricos, possui precisão de 0,001 s.
Calculadora científica.
Porta-pesos: dispositivo utilizado para dar suporte às arruelas com objetivo de expandir a mola.
Massas aferidas: seis arruelas metálicas com perfuração central para encaixe no porta-pesos e pêndulo metálico suspenso por uma linha com objetivo de expandir a mola para o cálculo da velocidade.
 
Procedimento experimental
Para inicializar o experimento, foi necessário montar o equipamento de suporte a realização da prática. Primeiramente foram ajustados dois sensores no suporte da mola, para que estes estivessem à mesma distância da mola esticada apenas pela força peso realizada pelo pêndulo. Em seguida, foi conectado o cronometro digital aos sensores, conforme as indicações da função f1 (F1) – movimento uniforme.
 A primeira etapa do experimento não utilizou os sensores, apenas o porta-pesos encaixado a mola somente para medir a deformação desta, e a cada medição foi acrescida a massa de uma arruela, no total de seis massas acumuladas.
Para a segunda etapa do experimento, com o cronometro digital configurado para a medição, o pêndulo preso a mola por meio do fio, foi puxado até a superfície da mesa, esticando a mola, e logo em seguida solto, passando com velocidade pelo sensor, devido a energia potencial elástica da mola ter sido convertida em energia cinética, esta que ao longo da altura foi convertida em energia potencial. Este procedimento foi executado dez vezes no total.
Obtenção e análise dos resultados
A tabela abaixo foi montada com os dados obtidos na primeira etapa do experimento, destacando a variação do comprimento da mola com o aumento da massa suspensa:
	Objeto
	Massa (kg)
	Peso (N)
	Comprimento da mola z (m)
	Msuspensa 1
	0,0188
	0,184
	0,07050
	Msuspensa 2
	0,0290
	0,284
	0,09550
	Msuspensa 3
	0,0491
	0,481
	0,1425
	Msuspensa 4
	0,0682
	0,669
	0,1855
	Msuspensa 5
	0,0882
	0,864
	0,2315
	Msuspensa 6
	0,108
	1,06
	0,2765
A tabela abaixo foi montada com base na segunda etapa do experimento, esta que consiste em medir os 10 instantes de tempo do deslocamento do pêndulo, com isso foi calculado o tempo médio, e com este, encontra-se a velocidade média do deslocamento do pêndulo. 
	Δx (m) Distância entre os sensores
	Δt (s)
	0,0170
	0,006
	
	0,006
	
	0,006
	
	0,006
	
	0,007
	
	0,006
	
	0,007
	
	0,006
	
	0,006
	
	0,006
	Δtmédio (s)
	0,006
	Vmédia (m/s)
	2,742
Com os valores obtidos na primeira tabela, montou-se o gráfico abaixo: 
A partir deste gráfico, pode-se obter o valor numérico da constante da mola por meio do coeficiente angular da reta, este que resultou em: 4,27 e ao simular a intersecção com o eixo X, ou seja, assignando o valor 0, para Y:
y = 4,2698x - 0,1222
0 = 4,2698x - 0,1222
 0,1222 = 4,2698x 
x = 0,1222 / 4,2698
x = 0,0286m
	Comprimento inicial da mola(m)
	0,0286
Após a plotagem do gráfico, foi realizada o calculo para verificar a Energia mecânica do sistema, no primeiro caso a mola estava expandida, com comprimento de 0.346m, e o pêndulo em contato com a superfície, com seu centro de massa a 0,0217m da superfície e sem velocidade. No segundo caso, o pêndulo apresentava velocidade de 2,87m/s, e a mola estava menos expandida, com comprimento de 0,0764m e com o centro de massa do pêndulo a 0,285m da superfície.
Conclusão
Na realização deste experimento, foi comprovado que o conceito de conservação de energia mecânica em um sistema isolado é válido. No entanto, houve uma diferença entre o valor da energia mecânica calculada quando o centro de massa do pêndulo estava na altura mínima, em repouso, com a mola em distensão máxima e quando o pêndulo passou pelo sensor com velocidade diferente de nula, a uma altura maior e com a mola em distensão menor.
Essa diferença é justificada devido o sistema não estar em condições ideais para ser considerado isolado de forças externas, havia a presença da força aerodinâmica que agia durante o durante o movimento do pêndulo, havia atrito entre o fio e o gancho que dava suporte ao sistema massa-mola, e a mola apesar de ser considera homogênea no experimento, ela não era, havia perceptíveis deformações ao longo das espiras, isso acarretava que a constante elástica não era a mesma para diferentes posições. Contudo, apesar dos cálculos serem feitos baseados em fundamentos teóricos, desconsiderando fatores externos, o experimento resultado foi satisfatório.
Referências Bibliográficas 
1. HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. - Fundamentos de Física 2 - São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 8ª Edição, 2009. 
2. HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. - Fundamentos de Física 1 - São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 4ª Edição, 1996. 
3. K. R. Juraitis, J. B. Domiciano, Guia de Laboratório de Física Geral - Mecânica da Partícula, 1ª Edição, Eduel, 
2010. 
4. VASSALLO, F. R. - Manual de Instrumentos de Medidas Eletrônicas - São Paulo: Hemus Editora Ltda, 1978. 
5. AZEHEB Laboratórios de Física, Manual de Instruções e Guia de Experimentos.