Faculdade de Tecnologia de Mogi Mirim
“Arthur de Azevedo”
Roteiro para prática experimental
EXPERIMENTO 9
Princípio da Conservação da Energia Mecânica
Disciplina: Física Experimental
GRUPO DE TRABALHO:
Estudante 1 (nome e R.A.)
Estudante 2 (nome e R.A.)
Estudante 3 (nome e R.A.)
Estudante 4 (nome e R.A.)
Agosto/2014
E6-1
EXPERIMENTO 9
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA
Equipamento: Haste vertical graduada (vermelha), 3 massas e 3 molas em espiral com 2 delas
sendo iguais; régua e caderno de anotações.
Acessórios: régua, caderno de anotações
1. INTRODUÇÃO
Princípio de conservação da energia mecânica estabelece que durantes dois instantes a
energia total de um sistema mecânico não se altera, apenas suas contribuições de energias
parciais (energia cinética e energia potencial) sofrem variações. Embora a conservação de
energia é válida somente para um sistema fechado ou ideal, dentro de determinadas
considerações sua aplicação é bastante razoável. Assim, este princípio deve sempre ser o
primeiro método à ser pensado na resolução de um problema, a razão para isso é devido sua
simplicidade e facilidade de equacionar o problema em consequência de energia ser uma
grandeza escalar. O Princípio de Conservação de Energia Mecânica estabelece que:
(1)
Reescrevendo-o em termos de suas energias parciais, temos que:
(2)
onde no primeiro membro da equação (2) temos que o primeiro termo refere-se a energia
cinética, o segundo a energia potencial elástica e o terceiro a energia potencial gravitacional. Da
mesma forma é compreendido o segundo membro da equação (2).
Para um sistema não ideal, ou seja, real onde há perdas de energia o princípio pode ser
equacionado como segue:
(3)
E6-2
De outro modo,
(4)
sendo
a energia perdida pelo sistema mecânico para o meio sob forma de calor,
energia térmica (vibrações atômicas/moleculares) e energia sonora.
1. OBJETIVOS

Verificar Princípio de Conservação de Energia Mecânica de modo quantitativo
e seus limites de aplicabilidade de um sistema massa-mola.

Quantificar a energia dissipada pelo sistema em uma condição pré-determinada.
2. PRINCÍPIO DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA
2.1. Procedimentos
1) Monte o sistema como na figura 1 abaixo (use apenas uma mola);
Figura 1 – Montagem do aparato para verificação da conservação de energia mecânica
E6-3
1) Defina um ponto de referência no próprio suporte e verifique a que posição da escala
ele corresponde, esta será denominada de posição inicial.
2) Escolha uma massa adequada para colocar no suporte e verifique (ao colocar a massa
para oscilar) o movimento para que ele não seja muito rápido.
3) Desloque o ponto de referência, distendendo a mola ainda mais que o peso da massa,
de uma determinada distância utilizando a escala graduada no pedestal. Anote esta
distância que será identificada como posição final.
4) Verifique se a mola está paralela ao pedestal e solte a massa observando a posição
máxima que a massa atingirá. Anote-a
5) Repita o experimento algumas vezes para identificar os possíveis desvios valores de
desvios de posição e estimar as incertezas para o experimento. (quantitativamente
calcule o desvio-padrão como uma estimativa de incerteza)
2.2. Análise do experimento: Verificação do princípio de conservação de energia mecânica
1) Dentro da incerteza estimada, a posição máxima que a massa alcançou é a mesma
que a posição inicial do suporte? Justifique.
Resp.:_____________________________________________________________
2) Utilizando o Princípio de Conservação de Energia Mecânica equacione o sistema.
Resp.:____________________________________________________________
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3) Quantifique os valores das energias parciais que equacionou utilizando os valores
reais do sistema e compare os resultados calculados o que você conclui?
Resp.:____________________________________________________________
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E6-4
4) Quantifique o valor de energia total do sistema.
Resp.:____________________________________________________________
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3. DISSIPAÇÃO DE ENERGIA
3.1. Procedimentos.
1) Repita o experimento como nas etapas anteriores com a seguinte ressalva: anotar
a posição final somente ao final do quinto ciclo.
3.2. Análise do experimento: dissipação de energia mecânica
2) Utilizando o Princípio de Conservação de Energia Mecânica equacione o sistema
e quantifique a energia dissipada do sistema. Argumente sobre a(s) fonte(s) de
dissipação de energia(s) neste caso.
Resp.:____________________________________________________________
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4. ENERGIA CINÉTICA
4.1. Análise e quantificação da energia cinética no sistema massa-mola sob ação da
gravidade.
1) Quantifique a energia cinética máxima e a velocidade máxima da massa.
Resp.:____________________________________________________________
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E6-5
2) Utilize o princípio de conservação da energia mecânica e quantifique a energia
total do sistema no ponto onde a velocidade é máxima e compare com a resposta
(4) do item 2.2. O que você conclui?
Resp.:____________________________________________________________
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