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FÍSICA EXPERIMENTAL I (FIS111)

Nome / Curso / DRE: Rafael Avona / Nanotecnologia / 112024257 Turma / Horário: EAM3 / Quarta-feira (15:00 as 17:00) Professor: Raul Edgardo Rapp Data: 2 de outubro de 2013

Título Conservação da Energia Mecânica de um sistema composto em movimento Introdução / Objetivos Estudar o movimento em um sistema composto por um carrinho e um bloquinho ligados por um fio que passa por uma polia presa ao trilho de ar comprimido. Com as medidas de posição e um modelo teórico, verificar a conservação da Energia Mecânica total do sistema. Modelo Teórico A Energia Mecânica total () em um sistema é a soma da Energia Cinética () com a soma das energias potenciais () presentes (gravitacional e elástica, por exemplo). Assim,

Como a energia mecânica é uma grandeza que nunca se perde ou se cria, pode apenas ser transformada de uma forma para outra, inclusive, até os dias de hoje, nenhum experimento conseguiu verificar nenhuma violação, por menor que seja, da Lei de Conservação da Energia Mecânica, então, podemos escrever que em um dado sistema:

onde é o somatório do trabalho das forças não-conservativas No sistema em questão, a roldana/polia e o fio serão considerados ideais para simplificar os cálculos, o atrito poderá ser desconsiderado visto que o deslocamento do carrinho se dará no trilho de ar comprimido e a resistência do ar também será considerada desprezível. Dessa forma, a equação se simplifica para:

Sendo:

e

Então, pode ser escrita como:

Figura 1: Esquemas da situação (a) antes de o bloco atingir o solo (b) depois de o bloco atingir o solo Observando o sistema utilizado (Figura 1), podem ser feitas algumas considerações: Até que o bloquinho atinja o chão, a velocidade, , do carrinho é a mesma que a do bloquinho; Quando o bloquinho atinge o chão, a sua velocidade, , e a altura, , são nulas, e portanto a Energia