Relatório - Trabalho e Atrito(1)

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PUC Minas 
Departamento de Física e Química – ICEI 
Laboratório de Física 
 
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RELATÓRIO 
TRABALHO E ATRITO 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNO (A): MARIANA CAROLINA TOLEDO SANTOS 
PROF.: BRUNO JEFERSON LOURENÇO 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 DE ABRIL DE 2021 
SARZEDO – MG 
PUC Minas 
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OBJETIVO: 
 
Esta prática tem por objetivo possibilitar, através de um experimento que utiliza de uma 
simulação virtual no Phet Colorado, que o aluno aprenda sobre trabalho, sua definição e 
aplicação na prática. 
Também tem como objetivo fazer com que aprenda a interpretar um gráfico gerado, no 
SciDavis, a partir de dados obtidos com a simulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO: 
 
O presente relatório abordará o conceito de trabalho e sua aplicação na prática, e para 
melhor demonstração será utilizado o site do Phet Colorado. 
Trabalho está diretamente ligado à transferência de energia, ou seja, quando é realizado um 
trabalho sobre um objeto significa que está sendo transferida energia para o mesmo, 
aumentando a energia cinética e consequentemente a velocidade. 
Força constante significa que tem características que não se alteram (constantes), como: 
intensidade direção e sentido. Então, se é imposto uma força em um corpo que sofre um 
certo deslocamento, quer dizer que está sendo realizado um trabalho nesse sistema que é 
definido como produto da força com o deslocamento com o cosseno do ângulo entre os dois: 
 
W = Fdcosθ 
 
Segundo a fórmula de trabalho e energia, o trabalho total é a soma dos trabalhos devido a 
todas as forças que atuam sobre o sistema: 
 
𝑊𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝐸𝑐 
Sendo que, 
∆𝐸𝑐 = 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 + 𝑊𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 + 𝑊𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 
 
Energia mecânica, é definida pela soma de energia cinética energia potencial: 
 
𝐸𝑚𝑒𝑐â𝑛𝑖𝑐𝑎 = 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝 
 
Sendo o trabalho devido ao atrito dado por: 
 
𝑊𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 = −𝑓𝑎𝑡𝑑 
 
Onde 𝑑 é a distância percorrida, sendo percebido que o trabalho devido ao atrito é sempre 
negativo. Devido a isso, o atrito é chamado de força dissipativa, pois tende a dissipar a 
energia do sistema. Aproximando o trabalho devido ao atrito como a energia térmica 
dissipada do sistema, tem-se a energia térmica dada por: 
 
∆𝐸𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 ≡ −𝑊𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 
Definindo-se por energia total: 
 
𝐸𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ≡ 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝 + 𝐸𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 
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DESENVOLVIMENTO 
 
Para a prática solicitada, foi necessário a utilização do site Phet Colorado, na opção “parque”, 
para analisar os tipos de energia demonstrados e a distância percorrida pelo skatista na 
rampa triangular: 
 
 Imagem 1: Print simulação 
 
 
Em seguida, pediu se para medir com uma régua os valores de energia, em função da altura, 
estimar os valores de distância pelo Teorema de Pitágoras (h²= c1² + c2²) e anotar em uma 
tabela: 
 
Tabela 1: Energia em função da altura 
 
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A partir da simulação, é possível analisar duas respostas em relação à conservação de 
energia. Pode-se dizer que não houve conservação de energia se for considerado apenas o 
skatista, pois a energia mecânica foi diminuída com o passar do tempo. Porém se considerar 
todo o sistema a resposta seria sim, há conservação, pois toda energia perdida pelo boneco 
é transformada em calor, continuando no mesmo espaço. 
Com os valores, registrados na tabela 1, foi pedido para fosse plotado um gráfico da energia 
térmica em função da distância encontrada: 
 
Gráfico 1: Energia térmica em função da distância 
 
 
 
E, por meio da plotagem, é obtido o valor do parâmetro “A” que corresponde diretamente 
com a força de atrito sobre o skatista. Ou seja: 
 
𝑊𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 = 0,151 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
A partir da presente prática foi possível visualizar como funciona a força de trabalho, em 
relação, energia que estão diretamente ligados pois a realização dessa força significa a 
transferência de energia. 
Por meio da construção do gráfico 1, pode-se dizer que o mesmo está de acordo com a 
teoria da fórmula de trabalho devido ao atrito pois a dissipação de energia térmica no sistema 
do skatista. 
Mais uma vez foi perceptível a relação da fórmula física de energia térmica com a fórmula 
matemática: 
 
∆𝐸𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 ≡ −𝑊𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 
Simplificando, 
∆𝐸𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 ≡ fcd 
Respectivamente, 
Y = Ax + B 
 
Por esse motivo foi dito que a força de atrito do skatista estava relacionado ao parâmetro 
“A”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
SERWAY, R. A.; JEWETT, J. W. Jr. Princípios de física: mecânica clássica. São Paulo: 
Editora Cengage Learning, 2008.