Módulo 3 Trabalho e Energia

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Leila Alvarenga
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1 ódulo 3 Trabalho e Energia Objetio: Verificar a conseração da energia ecânica Até os dias de hoje, nenhu eperiento conseguiu erificar nenhua iolação, por enor que seja, da lei de conseração da energia. Segundo os eperientos, a energia nunca se perde ou se cria, as pode ser transforada de ua fora para outra E nosso eperiento aos erificar a conseração da energia e u sistea forado por u carrinho e u bloco que cai sob ação da graidade

Lei de Conseração da Energia por Richard Feynan "Esta lei diz que eiste 'algo', ua quantidade que chaaos energia, que se odifica e fora, as que a cada oento que a edios ela

Iagine u garoto, pode ser Dennis, 'o Pientinha,que possui uns bloquinhos absolutaente indestrutíeis e indiisíeis. Cada u é igual ao outro e que ele te 8 bloquinhos.

Quão grande é a surpresa da ãe ao constatar que faça o que Dennis faça os bloquinhos sepre dão 8. Sua ãe descobriu ua Lei Fundaental.

2 Lei de Conseração da Energia por Richard Feynan "Esta lei diz que eiste 'algo', ua quantidade que chaaos energia, que se odifica e fora, as que a cada oento que a edios ela sepre apresenta o eso resultado nuérico. É incríel que algo assi aconteça. Na erdade é uito abstrato, ateático até, e por ser assi tenteos ilustrá-lo co ua analogia. Iagine u garoto, pode ser Dennis, 'o Pientinha,que possui uns bloquinhos absolutaente indestrutíeis e indiisíeis. Cada u é igual ao outro e que ele te 8 bloquinhos. Por ter pintado o sete sua ãe o coloca de castigo e seu quarto co os bloquinhos e ao final do dia ai conferir coo está o enino e os bloquinhos. Quão grande é a surpresa da ãe ao constatar que faça o que Dennis faça os bloquinhos sepre dão 8. Sua ãe descobriu ua Lei Fundaental. Co o passar dos dias, ela continua a contar os bloquinhos até que u dia só encontra 7 blocos. as ua pequena inestigação indica que eiste u debaio do tapete. Ela precisará olhar co ais cuidado e atenção para erificar se o núero de bloquinhos realente não uda".

3 dia, entretanto, ela só encontra 6 bloquinhos no quarto. a aeriguação ostra que a janela está aberta e que os bloquinhos restantes estão lá fora. Até que u dia aparece 30 blocos! A surpresa é consideráel até que descobre-se que Bruce eio isitá-lo e troue consigo seus bloquinhos. Após separá-los, fechar a janela e não deiar Bruce entrar, ela conta e encontra apenas 5 blocos. Depois de procurar e todos os lugares e não achar nada, restaa erificar o conteúdo da caia de brinquedos do enino. as ele diz - 'não ea na inha caiinha de brinquedos', e chora. A ãe está proibida de eer na caiinha. Ela não pode fazer uito. Co o passar dos dias ela olta a contar e encontra os 8 facilente. Aproeita então e pesa a caiinha, que dá 450g. Outro dia acontece de procurar e todo lugar e resta apenas a desconfiada caiinha de brinquedos. Falta 4 bloquinhos e a aãe sabe que cada u pesa 80g; pesando a caia obté 770g (que é 450g + 4X80g). Ardilosaente ela onta ua equação: (núero de bloquinhos istos)+(peso da caia-450g)/(80g)=constante

4 E esta fórula funciona as ne sepre é álida. Pode haer ariações coo por eeplo ua obseração da água suja da banheira está udando de níel. O enino está jogando os bloquinhos na água e a aãe não pode ê-los por estar suja, as ela pode achá-los adicionando outro tero à sua fórula. Desde que a altura original era de 15 c e que cada bloquinho elea a água de 1/ c, a noa fórula poderia ser do tipo: (núero de bloquinhos istos)+(peso da caia-450g)/(80g)+ (altura do níel de água-15c)/(1/c)=constante Repare o leitor que a fórula acia poderia possuir ais e ais teros à edida que o enino faz ais e ais traessuras ao esconder os bloquinhos. Cabe à aãe obserar tudo o que ocorre no quarto e erificar a alidade da Lei Fundaental que descobriu. as o interessante eso é que se repararos o segundo e o terceiro teros da fórula nos ereos calculando quantidades QE NÃO SÃO BLOQINHOS e si coprientos e pesos. Isto faz parte da idéia abstrata da coisa (a energia). A analogia então nos ostra que enquanto calculaos a energia, alguas coisas soe e outras aparece - deeos pois ter cuidado co o que soaos ou subtraíos da fórula. Outro ponto é que a energia se apresenta de diferentes foras, que pode ser ecânica, calorífica, quíica, nuclear, ássica,... Apresentando-se sepre de foras ariadas, co árias roupagens, as sepre - e até hoje não encontraos eceção - sepre ela dá coo resultado '8'.

5 odelo Teórico carrinho carrinho f Trilho de Ar Trilho de Ar bloco h bloco Antes da queda E 1 constante 1 gh Depois da queda E 1 f 0 constante

6 Podeos tabé calcular a aceleração do sistea, usando a a. Lei de Newton: carrinho carrinho f Trilho de Ar Trilho de Ar bloco g bloco Antes da queda g a a g Depois da queda a 0

7 O que esperar dos gráficos (t) e (t)? t c = instante da queda f 0 t c t 0 t c t

8 O que esperar dos gráficos (t), (t) e E(t)?,, E E t c = instante da queda E E E energia perdida no ipacto do bloco co o solo (0) t c t

9 Procediento eperiental: seguir a apostila Ao térino da toada de dados, ontar a seguinte tabela: t(s) (c) δ (c) (c/s) δ (c/s) (g.c /s ) δ (g.c /s ) (g.c /s ) δ (g.c /s ) E (g.c /s ) 0, , , δe (g.c /s ) Fazer o gráfico (t) e identificar o instante da queda f 0 t c (fi da prieira aula) t

10 Coo obter as incertezas e, e E? ais ua ez, utilizaos as fórulas de propagação de incertezas. Precisaos agora da seguinte fórula: tilizaos estes resultados para calcular a incerteza da energia cinética. Antes da queda: f f y y f f y f 4

11 Depois da queda:,14c 0 h h gh h g h h gh c c 4 1 (ao fazeros os cálculos, reparaos que uitas ezes a incerteza na edida da assa é uito enor que a incerteza da elocidade, de odo que podeos desprezar a prieira) Calculaos agora a incerteza na energia potencial. Vaos considerar que a aceleração da graidade no laboratório te ua incerteza desprezíel e ale g =979 c/s. Assi: Finalente, a incerteza na energia ecânica total: E E

12 Vaos agora fazer os gráficos (t), (t) e E(t) (as 3 curas no eso gráfico). A energia se conserou??? Qual o alor da energia perdida no ipacto do bloco co o solo? Escrea seu relatório!

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