RELATÓRIO DE FÍSICA MECÂNICA TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA NUM SISTEMA CARGA MOLA HELICOIDAL

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Resumo O principal objetivo deste trabalho foi a análise de trocas de energia em um corpo que oscila em uma mola helicoidal,em torno da sua posição de equilíbrio e o cálculo do trabalho realizado por uma força ao distender uma mola helicoidal.

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  RELATÓRIO DE FÍSICA MECÂNICA   TRABALHO E ENERGIA MECÂNICA NUM SISTEMA CARGA MOLA HELICOIDAL Anna Paula Engelberg   Anna Luiza Engelberg   Rafaela Barbosa de Sousa   Dr.Hugo Vasconcelos   Resumo   O principal objetivo deste trabalho foi a análise de trocas de energia em um corpo que oscila em uma mola helicoidal,em torno da sua posição de equilíbrio e o cálculo do trabalho realizado por uma força ao distender uma mola helicoidal.   Palavras-chave: Energia; Mola helicoidal; Força;   Abstract :   The main objective of this work was the analysis of energy changes in a body that oscillates in a helical spring, around its position of balance and the calculation of the work accomplished by a force when distending a helicoidal spring.   Keywords: Energy ; Helical Spring ; Force.   1 INTRODUÇÃO  Trabalho: na física, significa o quanto de energia se gasta para realizar certa operação.Para comprimir a mola é necessário um gasto de energia. Assim, aplica-se uma força em uma de suas extremidades, de forma que a mesma se contraia. Dizemos que ao se aplicar a força sobre a mola há a realização de um trabalho.A mola comprimida armazena energia,esta armazenada na mola é denominada de Energia Potencial Elástica. Potencial porque pode se manifestar e elástica porque está em um corpo elástico deformado. São dois os tipos de energia mecânica. A primeira, Energia Cinética, que é a energia, transformada em movimento. Sempre que um objeto se movimenta existe uma energia cinética relacionada. Essa energia depende da massa do objeto e da velocidade.Postulada como EC = m . v² / 2,logo quanto maior a massa ou maior a velocidade,maior a energia associada a ele. Segundo tipo de energia mecânica é a Energia Potencial, dividida entre gravitacional e elástica.A energia potencial gravitacional está associada à altura, logo quanto maior a altura,maior a energia potencial gravitacional. Já na Energia Potencial Elástica, a força elástica que está associada com a deformação da mola.  O sistema conservativo é um sistema que conserva energia mecânica, nele não há perda de energia,e a mesma energia total é constante.Sendo ele conservativo quando não houver forças que dissipam energia consequentemente não poderá existir força de atrito. Utilizando estas informações, este estudo teve como objetivo analisar as trocas de energia realizadas e efetuar o cálculo de trabalho na mola,citando suas etapas, processos e fórmulas utilizados, para a conclusão da prática. 2 MATERIAL NECESSÁRIO   Nesse experimento usamos alguns materiais: - Sistema de sustentação principal formado por tripé triangular com escala linear milimetrada, escala angular de 0 a 120 graus com divisão de um grau, haste principal e sapatas niveladoras amortecedoras, painel com aço com quatro graus de liberdade; - 3 molas helicoidais com K= 20 gf /cm; - 1 conjunto de 3 massas acopláveisde 50 g; - 1 gancho lastro. 2.1 FUNDAMENTOS TEÓRICO Neste experimento aprendemos sobre a lei de hooke, e podemos observar a troca de energia que ocorreu no sistema de massa  –  molas, que foi realizado por uma forca constante que provoca um deslocamento x, e com isso usamos a equação ( W= F.x.cos α), mas usando os devidos valores para os  ângulos a equação que foi utilizada foi (W=Fx). Podemos observar que quando a força atuar no sentido do deslocamento, o trabalho sera positivo, se for contraria, o trabalho sera negativo. 3 MONTAGEM  O equipamento foi montado como esta na figura 2, que esta sendo mostrado no final do relatório. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES  Ao longo da atividade, a forca representada é uma força que aumenta á medida que x cresce, também calculamos a área, que foi dada pela expressão ( Area = W = f.x). Com a expressão (W= ½ K x¨2, vimos que o trabalho realizado sobre um sistema significa introduzir neste sistema ou retirar dele um certo tipo de energia. Podemos perceber que a energia potencial armazenada em uma mola distendida ou comprimida, e a energia cinética numa mola solta que esta inicialmente distendida ou  comprimida, no caso da mola ser solta, a energia potencial se transforma em energia cinética. Colocamos o gancho lastro suspenso numa das molas cuja constante de elasticidade já estava determinada e anotamos os valores para; K= 2,9 N/m e para X0= 0,4 m, depois calculamos a elongação x sofrida pela mola ao adicionar 0,5 N, e encontramos o valor de x = 0,5 m, em seguida calculamos o trabalho realizado pela forca = 0,5N para alongar a mola, e encontramos o valor de W= 3,26x10¨-4J, podemos observar que o deslocamento da mola foi devido ao campo gravitacional terrestre, e que a energia ficou armazenada na mola, e essa energia é a energia potencial elástica.  Ao adicionar mais duas massas ai sistema calculamos, considerando a partir de x0, encontramos o valor de W= 46,98x10¨-3J. Em seguida, desconsideramos a energia potencial elástica inicial armazenada na mola e anotamos o novo x0=0,18, e calculamos o valor de energia para deslocar as massas de x0,1 ate x0,2 e encontramos o valor W=46,98x10¨-3J. 5 CONCLUSÃO   A energia pode ser definida como capacidade de realizar trabalho ou como o resultado da realização de uma t rabalho. Ela está relacionada com o estado de movimento de um corpo e depende da massa e do módulo da velocidade do corpo em questão. 6 AGRADECIMENTO   Agradecemos ao nosso professor e mestre Hugo Vasconcelos por seu inegável auxílio e ensinamentos durante todo processo de aprendizagem. 7 REFERÊNCIAS  https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_cin%C3%A9tica , acesso em 21 de novembro de 2017.
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