Universidade Anhanguer2

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Universidade Anhanguera
	Hilario Teixeira Cabral
Relatório física geral experimental energia
			Trabalho apresentado a universidade anhanguera, como requisito parcial para a obtenção de media semestral nas disciplinas norteadoras do semestre letivo.
Tutor ;Matheus Henrique segre.
				Itaguai
				2024
			Sumario
1 introdução 2
2 Desenvolvimento 4
	2.1 Atividade pratica 1: principio conservação de energia 4
	2 2 Atividade pratica 2: estática-balança de prato 7
	2 3 Atividade pratica 3: hidrostática 9
	2 4 Atividade pratica 4: Dilatômetro 12
3 Conclusão 15
Referências bibliográficas 16
1 Introdução
O Estudo da Fisica Geral e experimental: Energia e essencial para a formação de engenheiros mecânico capazes de projetar e construir sistemas eficiente e sustentáveis. As 4 atividades praticas proposta, realizadas por meio da plataforma ALGETEC, abordaram temas fundamentais para a compreensão dos princípios da conservação de energia, estática, hidrostática e dilatometria. Atraves dessas atividades, e possível aplicar e testa conhecimentos teóricos, além de desenvolver habilidades experimentais importantes para a carreira de engenharia. A compreensão desses conceitos e fundamental para a realização de projetos de engenharia mecânica, que envolvem a construção de maquinas , equipamentos e sistemas que utilizam energia e interagem com o meio ambiente.
Alem disso, o conhecimento adquirido nas atividades praticas permite a compreensão de questões relevantes, como a eficiência energética, a sustentabilidade e a segurança no trabalho. Portanto, este portifolio representa uma importante etapa na formação de engenheiro mecânicos capacitados.
A atividade pratica sobre o principio da conservação de energia tem grande importância para a Engenharia Mecânica, já que e fundamental compreender a dinâmica dos sistemas mecânicos e a aplicação dos conceitos de energia. A partir dessa atividade, foi possível testar na pratica como a energia e conservada em sistemas mecânicos, bem como e possível comparar a energia cinética e potencial dos objetos testados.
Já a atividade sobre estática, que envolve o uso da balança de prato, tem como objetivo a aplicação dos conhecimentos acerca de momento de uma força e equilíbrio de rotação para encontra o valor da massa de 4 diferentes corpos de provas
A atividade sobre hidrostática e importante na medida em que e fundamental compreender o principio de Arquimedes sua aplicação na resolução de problemas na área da Engenharia Mecânica.
Por fim, a atividade pratica sobre dilatômetro e importante para a Engenharia Mecânica, já e fundamental compreender como os materiais se comportam com a variação de temperatura e como e possível calcular os coeficientes de dilatação linear de cada um dos três materiais disponíveis: cobre, latão e aço.
2 Desenvolvimento
2 1 Atividade pratica 1: princípio da conservação de energia
A primeira atividade pratica proposta, que tinha como objetivo investigar a validade do princípio de conservação de energia em um movimento de rolamento, foi realizada com sucesso. Com a operação dos equipamentos do laboratório virtual, foi possível registrar a velocidade de translação de dois cilindros de aço- um oco e um maciço- e, a partir disso, realizar cálculos de diversas grandezas como a velocidade angular, o momento de inercia, a energia cinética de translação, a energia cinética de rotação e a energia potencial gravitacional para cada um dos objetos testados. O estudo da conservação de energia e fundamental na engenharia mecânica, pois essa e uma lei fundamental da natureza que e aplicada em diversos projetos e sistemas, contribuindo para a eficiência energética e redução de custos.
	Velocidade Linear (m/s)
	Cilindro Oco
	Cilindro Maciço
	Descida 1
	0,877192
	0,961538
	Descida 2
	0,892857
	0,980643
	Descida 3
	0,909090
	1
	Media
	0893046
	0,980643
	Especificações
	Cilindro Oco
	Cilindro maciço
	Massa (Kg)
	110g
	300g
	Diâmetro interno (m)
	40mm
	--
	Diâmetro externo(m)
	50mm
	50mm
O corpo foi solto da posição inicial 60 mm
Grandeza			Cilindro Oco		Cilindro Maciço
	
	Momento de inercia(kg.m2)
	1=5,63x10-5
	1m=9,375x10-5
	Velocidade Linear Media(m/s)
	0,893046
	0,980643
	Velocidade angular(rad/s)
	w=37,42
	W=39,22
	Energia Cinética de translação(j)
	Kt=0,043
	Kt=0,144
	Energia cinética de rotação (j )
	Kr=0,040
	Kr=0,072
	Energia Potencial Gravitacional(j)
	
0,021
	0.058
	Diferença potencial entre a energia Cinética Total e a Energia Potencial em relação a esta(j)
	0,062
	0,158
	
	
	
	
	
	
A diferença entre os valores da energia potencial inicial e a energia cinética total no momento em que os objetos passam pelo sensor é causada pela conservação de energia, que e um principio fundamental da física da física. De acordo com esse principio, a energia total de um sistema isolado permanece constante ao longo tempo, independentemente de qualquer transformação interna de energia que possa ocorrer.
No caso em questão, a energia potencial inicial dos objetos e convertida em energia cinética de translação e de rotação a medida que eles rolam pelo plano inclinado. Quando os objetos passam pelo sensor, a soma das energias cinéticas de translação e rotação e igual a energia cinética total do sistema. Essa energia cinética total é, portanto, maior que à energia potencial inicial do objeto, porque parte da energia potencial e convertida em energia cinética durante o movimento.
Os valores de energia cinética total encontrados na atividade foram de 0,083 e 0,216, enquanto os valores de energia potencial foram de 0,021 e 0,058, respectivamente. Esses resultados confirmam a diferença esperada entre a energia potencial inicial e a energia cinética total, e estão de acordo com o principio de conservação de energia. A diferença entre esses valores e causada pela conversão de energia potencial em energia cinética durante o movimento dos objetos no plano inclinado.
2.2 Atividade pratica 2: Estática-Balança de prato
Na segunda atividade pratica proposta, foram testados os conhecimentos sobre momento de uma força e equilíbrio de rotação, com o objeto de determinar o valor da massa de quatro diferentes corpos de prova. Para isso, foi utilizado um lado da balança e, no outro lado, eram colocados pesos para equilibrar a balança.
Com base nas leis de equilíbrio de rotação e no conhecimento sobre momento de uma força, foi possível determinar o valor da massa de cada corpo de prova. Essa atividade permitiu colocar em pratica os conceitos teóricos aprendidos em sala de aula, desenvolvendo habilidade de análise e resolução de problemas.
Além disso, a atividade também ressaltou a importância de se ter equipamentos precisos e calibrados, pois qualquer erro ou imprecisão pode influenciar diretamente nos resultados obtidos. Por isso, o desenvolvimento de habilidade técnicas de manuseio de equipamentos é essencial para a formação de engenheiros mecânicos.
Dados coletados:
	Massa do prato
	200g
	Massa do contra peso
	500g
	Peso 1
	Dpeso=14,5cm
	Dcontrapeso=10,2cm
	Peso 2
	Dpeso=14,5cm
	Dcontrapeso=8,7cm
	Peso 3
	Dpeso=14,5cm
	Dcontrapeso=7,8cm
	Peso 4
	Dpeso=14,5cm
	Dcontrapeso=7,3cm
Calculo da massa de cada corpo de prova:
Peso 1:
Momento produzido pelo do objeto=massa objeto x gravidade x Dpeso
Momento produzido pelo contrapeso=massa do contrapeso x Gravidade x Dcontrapeso.
M=Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso / M=500x10,2/14,5/ M=352,41g
Peso 2:
M=Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso / M=500x8,7/14,5 / M=300g
Peso 3:
M=Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso /M=500x7,3/14,5 /M=270,34g
Peso 4:
M=Mcontrapeso x Dcontrapeso/Dpeso /M=500x7,3/14,5 /M=251,7g
2.3Atividade pratica 3: Hidrostática
A terceira atividade pratica proposta constitui em verificar a validade do principio de Arquimedes, que estabelece que todo corpo imerso em fluido sofre a ação de uma força vertical para cima, de magnitude igual ao peso do fluido deslocado.
Dessa forma, podemos calcular uma característica especifica de um material: o volume, a partir da aplicação do principio de Arquimedes. Essa característica é fundamental para o estudo e desenvolvimentos de diversas áreas da engenharia, como a mecânica dos fluidos, a fabricação de peças e componentes, e a arquitetura naval, por exemplo.
Calculo do empuxo atuado no cilindro:
Empuxo=peso do cilindro-peso do cilindro submerso
E=0,9091N-0,4184N
E=0,4907N(sentido paracima)
Calculo do volume do cilindro:
E=Df x Vf x g
0,4907=1000xVfx9,81
Vf=0,00005001m3~5,001x10-5 m3
Comparando com o valor fornecido ao posicionar a seta sobre o cilindro durante o experimento, temos o seguinte:
Constatamos que o volume do cilindro encontrado na equação é o mesmo fornecido nos dados do experimento, uma vez que 50cm3 ~5,001x10-5 m3. Desta forma, a técnica do principio de Arquimedes é preferível na determinação do volume de um objeto em detrimento do uso simples da régua, pois ela é capaz de determinar o volume de objetos irregulares, como por exemplo um pedaço de rocha com uma forma complexa. O método da régua, por sua vez, só pode ser utilizado para medir o volume de objetos com formas regulares, como paralelepípedos ou cubos.
O principio de Arquimedes é baseado na relação entre a densidade de um material e o empuxo que ele quando exerce submerso em fluido. Essa técnica permite calcular o volume de objetos de formas complexas ao submergi-los em um liquido de densidade conhecida e medir a quantidade de liquido deslocado. A partir da quantidade de liquido deslocado, é possível calcular o volume do objeto utilizando a equação do principio de Arquimedes.
Dessa forma, a técnica do principio de Arquimedes é mais versátil que o método da régua e permite a determinação do volume de objetos de formas mais complexas, o que pode ser muito útil em diversas aplicações cientificas e tecnológicas.
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