Conservação de energia em uma mola

EXPERIÊNCIA - CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
OBJETIVOS
O propósito desta experiência é verificar a Lei de Conservação de Energia. Isto será feito examinando a energia potencial elástica de uma mola e a energia potencial gravitacional.
INTRODUÇÃO
A energia potencial de uma mola comprimida ou distendida por uma distância (x - x0) a partir do ponto de equilíbrio é dada pela expressão UM = (1/2) k (x - x0)
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, onde k é a constante da mola. Por outro lado, de acordo com a Lei de Hooke, a força exercida pela mola é proporcional à distância que a mola é comprimida ou distendida, ou seja:
F = k (x - x0), onde k é a constante da mola, novamente. Fazendo uso da expressão para a força, a constante da mola k pode ser determinada experimentalmente. Isto é feito aplicando uma força de intensidade ajustável que comprima ou distenda a mola por diferentes distâncias e registrando estes valores.
A energia potencial gravitacional adquirida por um carrinho que sobe um plano inclinado é dada por: UG = m g h, onde m é a massa do carrinho, g é a aceleração da gravidade e h é a altura vertical que o carrinho adquire ao subir o plano. Em termos da distância d percorrida ao longo do plano inclinado a altura vertical pode ser calculada como: h = d sen , onde é o ângulo de inclinação do plano.
Se a energia é conservada, a energia potencial elástica de uma mola que impulsiona um carrinho através de um plano inclinado, será completamente convertida em energia potencial gravitacional do carrinho no ponto mais alto do seu percurso.
A experiência está dividida em duas partes. Na primeira, você vai obter os principais dados que permitirão verificar a validade da Lei de Conservação de Energia. Na segunda parte, você vai obter dados que permitirão calcular a constante elástica k de uma mola.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Material utilizado
· trilho para carrinho
· carrinho dinâmico
· polia com grampo
· cordão inextensível
· suporte para massas
· conjunto de massas aferidas
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