FISICA 2 Principio da Conservacao da Energia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE 
CARATINGA 
DISCIPLINA: PRÁTICAS 
LABORATORIAIS 
GRADUAÇÃO UNEC / EAD 
FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA – FUNEC 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA – UNEC 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA – NEAD 
 
 
 
MARIA LINETE GONÇALVES ESTOFELES 
 
 
 
 
ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE 
CARATINGA 
DISCIPLINA: PRÁTICAS 
LABORATORIAIS 
GRADUAÇÃO UNEC / EAD 
 
MARIA LINETE GONÇALVES ESTOFELES 
 
 
 
 
PRÁTICA FÍSICA II 
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA 
 
 
 
 
 
Aluno: Maria Linete Gonçalves 
Estofeles 
Professor: Gabriel de Oliveira Alves 
Matéria: Prática Física II 
 
 
 
 
 
 
Cachoeiro do Itapemirim/ES 
21/05/2025 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE 
CARATINGA 
DISCIPLINA: PRÁTICAS 
LABORATORIAIS 
GRADUAÇÃO UNEC / EAD 
1. INTRODUÇÃO 
 
Uma das leis fundamentais da Física é o Princípio da Conservação da Energia, 
aplicável a muitos fenômenos naturais. Este princípio afirma que a energia total de um 
sistema isolado permanece constante ao longo do tempo, embora possa mudar de uma 
forma para outra. 
Em termos simples, a energia não pode ser criada nem destruída; ela apenas se 
transforma. Esse conceito é crucial para compreender o comportamento de sistemas 
mecânicos, onde a energia potencial pode ser convertida em energia cinética, como no 
caso de corpos que se movem sob a ação da gravidade, ou vice-versa. 
A aplicação do princípio da conservação da energia permite a análise de muitos 
processos físicos, como o movimento de corpos em rampas inclinadas. Quando um objeto 
é solto de uma altura, sua energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética 
à medida que o corpo desce. Em sistemas ideais, sem atrito ou outras perdas, a energia 
potencial inicial no topo da rampa se transforma completamente em energia cinética no 
ponto mais baixo, respeitando a conservação da energia. 
Além disso, a compreensão do comportamento de diferentes formas de energia 
(cinética de translação, energia cinética de rotação e energia potencial) oferece insights 
sobre o movimento de corpos e sobre a eficiência de sistemas mecânicos. No caso de 
objetos rolando sem escorregar, como cilindros em uma rampa, o movimento envolve 
não apenas a translação do corpo, mas também sua rotação. Ambas as formas de energia 
cinética (translação e rotação) devem ser consideradas para uma descrição completa do 
sistema. 
Este experimento tem como objetivo demonstrar a conversão da energia potencial 
gravitacional em energia cinética de translação e rotação, validando o princípio da 
conservação da energia mecânica. A partir dessa premissa, podemos analisar e entender 
como a energia se comporta em diferentes situações, especialmente no movimento de 
corpos cilíndricos sobre um plano inclinado. 
 
 
 
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DISCIPLINA: PRÁTICAS 
LABORATORIAIS 
GRADUAÇÃO UNEC / EAD 
1.1. Objetivo da prática 
 
O principal objetivo deste experimento é demonstrar, na prática, o princípio da 
conservação da energia. Através da medição e análise das energias cinéticas e potenciais, 
buscamos comprovar que a energia potencial gravitacional de um corpo é totalmente 
convertida em energia cinética (tanto de translação quanto de rotação) quando o corpo 
desce uma rampa inclinada, sem perdas significativas de energia. Esse conceito será 
validado com a utilização de dois corpos cilíndricos, um oco e outro maciço, que rolam 
sem deslizar sobre o plano inclinado. 
Além disso, o experimento permite a quantificação da transformação de energia, 
possibilitando cálculos precisos das energias envolvidas, a comparação entre os dois 
corpos de prova e a verificação do erro relativo em relação à energia inicial. Ao final, 
espera-se que o estudante possa compreender como a energia mecânica é conservada e 
transformada durante o movimento de corpos rolantes. 
 
1.2. Procedimento 
 
O procedimento experimental inclui a montagem do sistema, o ajuste do plano 
inclinado e a medição das variáveis envolvidas no movimento dos corpos cilíndricos. O 
uso de um sensor fotoelétrico permite a medição precisa do tempo necessário para os 
corpos percorrerem a distância no plano inclinado, facilitando o cálculo da velocidade 
linear e das energias envolvidas. O multicronômetro é utilizado para registrar esses 
tempos e facilitar os cálculos da velocidade média. 
Durante o experimento, foram realizados ensaios com corpos cilíndricos ocos e 
maciços. A variação na massa e na distribuição de massa entre os dois tipos de cilindros 
proporcionou uma comparação interessante sobre como as diferentes configurações 
influenciam a energia total e a conversão de energia potencial em energia cinética. 
 
 
 
 
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DISCIPLINA: PRÁTICAS 
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GRADUAÇÃO UNEC / EAD 
1.3. Resultados obtidos 
 
Os dados obtidos durante os ensaios indicaram que houve uma diferença nas 
velocidades médias dos cilindros oco e maciço, com o cilindro maciço apresentando uma 
velocidade ligeiramente superior, devido à maior distribuição de massa ao longo de seu 
eixo de rotação, o que resultou em maior energia cinética total. O cálculo do erro relativo 
percentual revelou que pequenas perdas de energia, devido a atrito e resistência do ar, 
ocorreram durante o movimento. 
 
3. CONCLUSÃO 
 
Neste experimento, comprovou-se, de forma prática, o princípio da conservação 
da energia, observando a transformação entre energia potencial gravitacional e energia 
cinética, tanto de translação quanto de rotação. 
A experiência foi realizada com dois corpos cilíndricos, um maciço e outro oco, 
que desceram por um plano inclinado. Como esperado, a energia potencial inicial dos 
corpos foi gradualmente convertida em energia cinética ao longo do movimento. 
Os resultados obtidos demonstraram que, embora ambos os corpos tenham 
experimentado uma conversão similar de energia, o corpo cilíndrico maciço apresentou 
uma maior velocidade linear do que o corpo oco. Isso ocorre devido à diferença nos 
momentos de inércia dos dois corpos, que influencia a distribuição da energia entre a 
rotação e a translação. O cilindro maciço, tendo um momento de inércia maior, concentra 
mais energia na translação, o que resulta em maior velocidade linear. Em contrapartida, 
o cilindro oco, com um momento de inércia menor, apresenta mais energia em rotação, o 
que o faz descer de forma mais lenta. 
Ademais, ao calcularmos a energia cinética total e a energia potencial inicial, 
verificamos que a soma das energias cinética de translação e rotação se aproxima da 
energia potencial inicial, corroborando o princípio da conservação da energia mecânica. 
 
 
 
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No entanto, pequenos erros experimentais foram observados, o que pode ser atribuído a 
fatores como o atrito entre o cilindro e o plano inclinado, pequenas imprecisões nos 
tempos de medição ou mesmo falhas nos ajustes dos instrumentos. 
Em última análise, o experimento foi eficaz para ilustrar a importância da 
conservação de energia em sistemas físicos e reforçar o conceito de que, em um sistema 
isolado, a energia não se perde, apenas se transforma. 
Através deste estudo, pudemos observar que, apesar das variações nas condições 
dos corpos (cilindro oco e maciço), a quantidade total de energia se manteve constante, 
alinhando-se com a teoria da conservação de energia. Esse princípio é fundamental para 
entender uma grande variedade de fenômenos físicos, como os movimentos de planetas, 
a operação de motores e até mesmo a dinâmica dos sistemas biológicos. 
 
4. REFERÊNCIAS 
 
ARANTES, M. S.; PEREIRA, A. M. Física: fundamentos e aplicações. 4. ed. São 
Paulo: Editora Nacional, 2018. 
FERREIRA, A. P. Princípios de Física: mecânica e termodinâmica. São Paulo: 
McGraw-Hill, 2017. 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentosde Física. 10. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2014. 
MOREIRA, J. F.; SANTOS, C. R. Experimentação em Física: conceitos e prática. 2. 
ed. São Paulo: Editora Moderna, 2019. 
SANTOS, A. G. Física moderna e mecânica: uma abordagem experimental. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2016.