Prática I - Princípio da Conservação da Energia

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Relatório de Prática - Laboratório Virtual 
 
 
Nome da Prática: Princípio da Conservação da Energia 
Nome do Aluno: Ingrid Cristine Lopes Sant’ Ana Alves 
Data de Execução: 11/05/2024 
 
 
 
Materiais e Métodos 
 
• Descrever como foram realizadas as etapas dos experimentos, detalhando o procedimento. 
• Descrever todos os materiais utilizados no experimento. 
• Podem ser utilizados desenhos e diagramas. 
• Esta descrição deve ser resumida, clara e objetiva, tendo no máximo 1 lauda. 
• Nesta etapa, não deve incluir dados ou discussão de resultados. 
A experiência foi efetuada em uma aula laboratorial de Física virtual pela Universidade Celso Lisboa. Teve-se 
como foco analisar a conservação da energia mecânica através de medições do deslocamento do carrinho, 
localizado entre duas molas, em função do tempo e massa. Com ouso do trilho de ar metálico inclinado, uma 
câmera digital e molas extensíveis acopladas aocarrinho, foi possível analisar as relações entre três componentes 
de energia– a energia potencialgravitacional, cinética e potencial elástica. Os resultados esperados eram que, a 
energia mecânica se conservasse no sistema e que ela permanecesse constante, o que foi verificado 
experimentalmente que não acontece devido às forças de atrito e resistência do ar. 
Para a realização do experimentorealizado foram necessários os seguintes materiais: 
• Nível bolha; 
• Fuso elevador; 
• Multicronômetro; 
• Sensor fotoelétrico; 
• Plano inclinado; 
• Corpo de prova cilíndrico oco; 
• Corpo de prova cilíndrico maciço. 
 
 
 
 
 
Coleta de Dados e Resultados 
 
1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos no experimento. Houve diferença entre as velocidades dos corpos de 
prova ensaiados? Se sim, intuitivamente, qual seria o motivo? 
 
Velocidade linear (m/s) Cilindro oco Cilindro maciço 
Descida 1 0,962 1 
Descida 2 0,893 0,98 
Descida 3 0,877 1,02 
Média 0,911 1 
 
Sim, porque o cilindro maciço tem a massa maior do que a do cilindro oco. 
 
2. Utilizando as informações da Tabela 2 e as equações apresentadas no sumário teórico, e sabendo que o 
corpo de prova foi solto na posição 60 mm da régua, calcule e preencha a Tabela 3 com os valores obtidos 
para as grandezas. 
Especificações Cilindro oco Cilindro maciço 
Massa – m (g) 110 300 
Diâmetro interno – di(mm) 40 - 
Diâmetro externo – de (mm) 50 50 
Densidade do aço (
𝑔
𝑐𝑚3) 
7,86 7,86 
 
Grandezas Cilindro oco Cilindro maciço 
Momento de inércia – I (kg.m2) 5,6375 × 10−5 9,375 × 10−5 
Velocidade linear média – V (m/s) 0,911 1 
Velocidade angular – ω (rad/s) 36,44 40 
Energia cinética de translação - Kt 
(𝑱 = 𝒌𝒈s2 m2) 
0,046 0,15 
Energia cinética de rotação – Kr (𝑱 
= 𝒌𝒈m2 s2 ) 
0,0374294 0,075 
Energia cinética total – K (𝑱 = 𝒌𝒈 
m2 s2) 
0,0834294 0,225 
Energia potencial gravitacional – U 
(𝑱 = 𝒌𝒈 m2 s2 ) 
0,086 0,24 
Erro relativo percentual em relação 
à energia inicial do cilindro – ER% 
(%) 
 
 
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de translação e 
rotação? Por quê? 
 
Não, a energia potencial gravitacional está associada a uma altura em relação a um referencial e a energia 
cinética está presente quando algo está em movimento. Quando o cilindro estava no início do plano 
inclinado possuía energia potencial gravitacional, quando foi solto a energia potencial gravitacional foi 
transformada em energia cinética. 
 
 
4. Calcule o erro relativo entre a energia envolvida quando o corpo de prova está no topo do plano e a 
energia quando ele passa pelo sensor. Caso o erro seja maior que zero, qual seria o motivo para isto? 
 NÃO FAZER 
5. Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste experimento? 
 
A conservação da energia total ela se da pela soma da energia cinética que é encontrada quando a algo em 
movimento e a energia potencial gravitacional que se da quando tem um referencial de uma altura de 
gravidade ou também a energia potencial elástica que é quando se tem uma deformação elástica. Neste 
experimento não possui atrito, então essa energia se conserva. 
 
O que é energia? 
 
No ponto de vista popular, energia é muitas vezes entendida como aquilo que nos dá a capacidade de fazer 
coisas, seja física ou mentalmente. Pode ser associada à força, vitalidade, vigor ou capacidade de realizar 
trabalho. Em termos cotidianos, as pessoas frequentemente falam sobre "ter energia" quando se referem a 
sentir-se revigoradas, motivadas ou ativas. Também pode ser relacionada a fontes de energia como 
comida, eletricidade, combustíveis etc. 
 
No contexto da energia elétrica, essa forma de energia refere-se à energia gerada pela movimentação de 
elétrons através de um condutor, como fios de cobre. É uma forma de energia amplamente utilizada na 
sociedade moderna para alimentar dispositivos elétricos, iluminar casas e prédios, movimentar máquinas 
industriais, entre muitas outras aplicações. A energia elétrica é produzida em usinas elétricas a partir de 
diversas fontes de energia primária, como carvão, gás natural, petróleo, energia hidrelétrica, energia solar, 
energia eólica, entre outras. É uma forma versátil e eficiente de energia que impulsiona grande parte da 
infraestrutura tecnológica do mundo atual. 
 
Quais são as fontes de energia que conhecemos? 
 
Existem várias fontes de energia conhecidas, que podem ser classificadas em duas categorias principais: 
fontes de energia renováveis e fontes de energia não renováveis. Aqui estão algumas das principais: 
Renováveis: Energia Solar que proveniente da luz do sol, capturada por painéis solares e convertida em 
eletricidade ou calor. Energia Eólica, gerada pelo movimento do ar, capturado por turbinas eólicas e 
convertido em eletricidade. Energia Hidrelétrica, gerada pela força da água em movimento, capturada por 
barragens ou turbinas em rios e lagos. Energia Geotérmica, obtida do calor natural da Terra, geralmente 
aproveitada por meio de poços geotérmicos para produzir eletricidade ou calor. Biomassa, derivada de 
materiais orgânicos, como resíduos agrícolas, florestais ou urbanos, convertida em energia por meio de 
combustão, fermentação ou outros processos. 
Não renováveis: Petróleo, utilizado principalmente para produzir combustíveis fósseis, como gasolina, 
diesel e óleo combustível. Gás Natural, uma mistura de hidrocarbonetos, frequentemente utilizado para 
geração de eletricidade, aquecimento e como combustível veicular. Carvão, uma fonte tradicional de 
energia, utilizado em usinas termelétricas para produzir eletricidade. Nuclear, energia obtida pela fissão 
nuclear em reatores nucleares, que produz calor para gerar eletricidade. 
 
 
Qual a função da energia no nosso cotidiano? 
A energia desempenha um papel fundamental em praticamente todos os aspectos do nosso cotidiano. Aqui 
estão algumas das funções mais importantes da energia no nosso dia a dia: 
• Iluminação: A energia elétrica é essencial para iluminar nossas casas, ruas, escritórios e espaços 
públicos, permitindo-nos realizar atividades durante a noite. 
• Aquecimento e resfriamento: Energia é usada para aquecer nossas casas no inverno e resfriá-las 
no verão, seja por meio de sistemas de aquecimento central, ar condicionado ou aquecedores 
individuais. 
• Transporte: A maioria dos veículos utiliza energia na forma de combustíveis fósseis, eletricidade 
ou outras fontes para se locomover, permitindo-nos ir para o trabalho, escola, fazer compras e 
viajar. 
• Produção de alimentos: A energia é necessária para operar máquinas agrícolas, sistemas de 
irrigação, estufas e para transportar alimentos da fazenda para a mesa, garantindo o abastecimento 
alimentar. 
• Produção industrial: Nas fábricas e indústrias, a energia é essencial para alimentar máquinas, 
equipamentos e processos de fabricação, contribuindo para a produção de uma ampla variedade 
de produtos.• Comunicação: Desde smartphones até redes de telecomunicação, a energia é fundamental para 
operar dispositivos e infraestruturas que nos permitem nos comunicar instantaneamente em todo o 
mundo. 
• Cuidados de saúde: Hospitais e centros médicos dependem da energia para alimentar 
equipamentos médicos, manter condições de temperatura controlada e iluminar instalações para 
garantir a prestação de cuidados de saúde adequados. 
• Educação: Escolas e universidades dependem da energia para iluminar salas de aula, operar 
equipamentos de ensino e fornecer acesso à tecnologia educacional, como computadores e 
internet. 
Esses são apenas alguns exemplos de como a energia está intrinsecamente ligada às atividades diárias das 
pessoas e ao funcionamento da sociedade moderna. 
Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste 
experimento? 
Imaginar um mundo sem energia seria quase como imaginar um mundo pré-industrial, onde as atividades 
humanas seriam drasticamente limitadas em termos de alcance, eficiência e conforto. Em resumo, viver 
em um mundo sem energia seria desafiador e drasticamente diferente do mundo em que vivemos hoje. A 
energia desempenha um papel fundamental em quase todos os aspectos da vida moderna, e sua ausência 
teria um impacto profundo em nossa capacidade de realizar atividades cotidianas e manter um padrão de 
vida confortável.