Relatório de Experimento: Conversão de Energia Potencial Elástica em Cinética

Relatório de Experimento: Conversão de Energia

Identificação

• Escola: Escola Estadual de Ensino Médio 9 de Maio
• Turma: 22A
• Aluna: Patrine Carvalho Paz
• Data: 08/04/2011
• Professor: Júlio

Objetivo do Experimento

Transformar Energia Potencial Elástica ($ ext{E}_{ ext{pel}}$) em Energia Cinética ($ ext{E}_{ ext{c}}$).

Material Utilizado

• Papelão grosso
• 1 caneta
• 1 lápis
• Tesoura
• Elástico
• Régua

Procedimento

Utilizou-se papelão grosso para a confecção do carrinho. Com o auxílio de uma régua, foram feitos os moldes das peças:

• Laterais: 18 cm de comprimento por 8 cm de largura (duas peças).
• Base: 7 cm de comprimento por 6 cm de largura (uma peça).
• Rodas: 3 cm de raio (quatro peças), desenhadas com um compasso.

Após cortar as partes do carrinho, fez-se um furo no centro das rodas. Próximo às duas extremidades de cada lateral, foram feitos furos para encaixar a base. Na base, foram feitas duas fissuras em uma das pontas para funcionar como engate.

Para montar o mecanismo de propulsão:

1. Prendeu-se uma ponta do elástico no eixo traseiro.
2. Encaixaram-se os lápis no meio das rodas (servindo como eixos).
3. Colocou-se o elástico na base do carrinho, funcionando como motor para o deslocamento.

Peso do carrinho: $m = 0,065 ext{ kg}$.

Dados Obtidos e Cálculos

Os dados coletados e os cálculos realizados foram:

• $x = 18 ext{ cm} = 0,18 ext{ m}$ (Nota: O valor original indicava $8 ext{ m}$, o que parece ser um erro de transcrição, mantendo-se $18 ext{ cm}$ convertido para $0,18 ext{ m}$ para coerência com a física, embora o cálculo original use $8 ext{ m}$). Considerando a fórmula apresentada no original, o cálculo parece estar relacionado à conversão de energia, mas a unidade $8 ext{ m}$ é inconsistente com $x=18 ext{ cm}$.
• Constante elástica (aparentemente): $K = 60 ext{ N/s}$ (Nota: A unidade correta para constante elástica é $ ext{N/m}$).
• Massa: $m = 0,065 ext{ kg}$.

Cálculo da Velocidade ($v$)

A fórmula utilizada no documento original parece ser uma adaptação ou erro de transcrição de $ ext{E}_{ ext{pel}} = ext{E}_{ ext{c}}$, onde $rac{1}{2} K x^2 = rac{1}{2} m v^2$. O documento apresenta:

$$v = \sqrt{\frac{K \cdot x^2}{m}}$$

Substituindo os valores conforme o documento (usando $x=8 ext{ m}$ e $K=60 ext{ N/s}$ para replicar o resultado numérico apresentado, apesar das unidades incorretas):

$$v = \sqrt{\frac{60 \cdot (8)^2}{0,065}}$$ $$v = \sqrt{\frac{60 \cdot 64}{0,065}}$$ $$v = \sqrt{\frac{3840}{0,065}}$$ $$v \approx \sqrt{59076,92}$$ $$v \approx 243,06 ext{ m/s}$$

Resultado apresentado no documento original:

O documento apresenta os seguintes passos intermediários e finais:

$$v = \frac{\sqrt{60 \cdot 8^2}}{0,065} \quad \text{(Interpretação da notação original)}$$ $$v = \frac{480}{0,065}$$ $$v \approx 7384,6$$

O resultado final apresentado é:

$$v \approx 2,7 ext{ m/s}$$

Nota: Há inconsistências significativas entre os dados fornecidos ($x=18 ext{ cm}$ vs $8 ext{ m}$), as unidades ($K=60 ext{ N/s}$) e os resultados numéricos apresentados ($v=7.38=2.7 ext{ m/s}$). O valor $2,7 ext{ m/s}$ será mantido como a conclusão do experimento relatado.

Conclusão

O carrinho demonstrou a transformação de energia potencial elástica para energia cinética assim que entrou em movimento.

Bibliografia

Física, História e Cotidiano. Autores: Bonjorn e Clinton.