A Conservação da Energia Relatório

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RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE FISICA GERAL I

2º SEMESTRE –            Puc Minas – 481792 MATUTINO

                                             

Prática #15: Conservação da Energia

Na vocabulário científico, o termo conservação de energia refere-se ao Princípio da Física que estabelece que a energia total do universo é constante, para qualquer sistema fechado. Dessa forma, a energia pode somente mudar de forma: energia cinética  transforma-se em energia potencial, energia potencial  transforma-se em energia cinética, energia interna  transforma-se em calor ou trabalho. Assim, a energia não pode ser criada ou destruída, somente transformada. Sabemos que é possível transformar qualquer tipo de energia em outra, porém, é impossível “criar” ou “gastar” energia em sentido literal, bem como é possível também transferir energia de um corpo para outro. O princípio geral da conservação de energia diz que a energia total de um sistema isolado é sempre constante. Quando mencionamos a palavra isolado, estamos querendo dizer que o sistema não interage com outros sistemas, pois interações entre sistemas costumam ser efetuadas por meio de troca de energia entre eles.        

A energia total E (EMEC + EINT) de um sistema só pode varia se certa quantidade e energia é transferidas para o sistema ou retirada do sistema. Assim temos a Lei de conservação da energia.

Para esta pratica, temos como objetivo principal diferenciar a energia cinética de translação da energia cinética de rotação, relacionando as transformações energéticas sofridas por uma esfera ao rolar em uma rampa, sendo esta transformação definida pela lei de conservação de energia.

PROCEDIMENTOS:

→A pratica funciona da seguinte maneira, temos uma esfera maciça que parte do repouso do ponto mais alto da rampa em um ponto A em uma altura h em relação ao ponto B, esta que será variável ao longo da pratica.

→Assim, a esfera descerá a rampa adquirindo um movimento de rotação e um de translação, no ponto A, como a esfera está em repouso, ela possui uma energia cinética gravitacional, e ao passar pelo ponto B localizado no ponto mais baixo da rampa a esfera adquire uma energia cinética de rotação e de translação.

→No ponto B, localizado na saída da rampa, temos um sensor que capta a passagem da esfera de metal, fazendo com que o cronometro seja disparado assim que o sensor é ativado pela passagem da esfera e imediatamente seja parado quando a mesma tocar uma chapa localizada a 10cm horizontalmente do ponto B.

→Assim repetiremos este processo de forma a alterar somente a altura h da rampa, afim de observar o comportamento da energia do sistema após estas alterações, assim anotando os tempos de queda e altura variante temos:

Altura h	Tempo t	Velocidade	ω	EP	EC	E’c	Ec+E’c
0.10	0.106	0.94	11,05	21,77	9,80	3,91	13,71
0.15	0.082	1.21	14,25	32,66	16,25	6,49	22,74
0.20	0.069	1.44	16,94	43,55	23,01	9,20	32,21
0.25	0.062	1.61	18,94	54,44	28,77	11,50	40,27

Depois de obtidos os dados necessários durante a experiência, calculamos os valores para o trabalho e para a energia nos pontos A e B. Assim, comparando os valores encontrados de energia nos dois pontos, vemos que houve uma perda de energia durante o processo, uma perda de aproximadamente 10J. Isso se deve ao fato de haver um agente externo agindo sobre o nosso sistema, como no caso o atrito, e de acordo com o que vimos que, a energia total de um sistema só pode variar se certa quantidade de energia é transferida para o sistema ou retirada do sistema. Assim concluímos que a lei de conservação de energia não se aplica a sistemas com agentes externos. Analisando todo o movimento de lançamento da esfera temos a seguinte descrição: Inicialmente temos a esfera no ponto A, localizado na parte mais alta (h), neste exato momento a esfera está em repouso e possui uma energia gravitacional, em seguida, a esfera desce a rampa, adquirindo uma velocidade até chegar ao ponto B, assim, no ponto B, a esfera passa a ter uma energia de cinética de translação e rotação, até tocar a chapa vertical, logo se encerra o cronometro.