Usamos o conceito de energia para descrever o comportamento de objetos durante um processo físico. de movimento, por exemplo.
Falamos de energia elétrica, energia solar, energia nuclear, energia química, energia eólica etc. Como definir energia? Em Física, qual é a diferença entre energia e trabalho? Vamos entender essa diferença, pois energia e trabalho são dois conceitos importantes da Física.
Na simulação abaixo, Escolha o traçado (plano inclinado, montanha russa etc.) e observe a lei da conservação da energia no movimento do carrinho. Varie a velocidade, massa do carrinho e aceleração da gravidade.
Applets: Os applets abaixo ajudam a entender o conceito de energia.
Applets: Os applets abaixo ajudam a entender o conceito de energia.
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Energia na rampa de skate (avançado)
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Roteiro de atividades para uso do experimento virtual Energia na rampa de skate (avançado)
Nesta podemos alterar
algumas variáveis, como ambiente de gravidade pode ser: sem gravidade (Space),
Lua (Moon), Terra (Earth) e Júpiter (Jupiter); podemos também alterar o valor
da gravidade (gravity) usando a barra de rolagem.
Podemos escolher
o skatista (choose skater); a grade quadriculada (grid), trena (measuring tape)
para medidas de distância, altura; e analisar gráficos da energia versus
posição e energia versus tempo.
Observação: a
barra de rolagem da velocidade (Sim speed) não é no sentido de alterar a
velocidade do skatista no movimento, mas sim de retardar ou adiantar o
movimento.
Explore e pratique!
Práticas Sugeridas
1)
Com as condições iniciais do
programa (defaut) observe o movimento
do skatista.
2)
Selecione a opção grade
quadriculada (grid), referência da energia potencial (Potential Energy
Reference) e observe os gráfico de energia de acordo com o movimento do
skatista.
3)
No instante em que o skatista
estiver na altura mínima, altere o ambiente de gravidade para Júpiter e observe
a alteração no movimento; anote o novo valor da altura máxima.
Observação: utilize a opção para retardar o movimento (Sim Speed - Slow) e
aperte parar (stop) no instante em que o garoto estiver na altura 1.5 m (altura
mínima da rampa) e, em seguida, altere o local.
4)
Após a prática 3 e no momento
em que o skatista estiver na altura mínima altere o local para Lua (Moon).
Analise a velocidade e o movimento.
Observação: utilize a opção para retardar o movimento (Sim Speed - Slow) e
aperte parar (stop) no instante que o garoto passar em 1.5 m (altura mínima da
rampa) e em seguida altere o local.
5)
Selecione a opção redefinir
(reset), selecione a grade quadriculada (grid) e altere o skatista PhET Skater
(massa 75 kg )
para o cachorro bulldog (massa 20
kg ), na opção escolher skatista (choose skater).
6)
Na opção atrito (track
friction) selecione o máximo (lots) de atrito na barra de rolagem.
Questões Sugeridas
1)
Observe os diferentes gráficos
de energia. Quais as energias envolvidas no movimento? O que você pode dizer sobre
a variação das energias com relação ao movimento do skatista?
a)
Quando a energia potencial é
máxima, a _ _ _ _ _ _ é máxima.
b)
Quando a energia potencial é
mínima, a altura é _ _ _ _ _ _.
c)
Quando a energia potencial é
máxima, a _ _ _ _ _ _ é nula.
d)
Quando a energia potencial é mínima,
a velocidade é _ _ _ _ _ _.
e)
Quando a velocidade do skatista
é constante, se aumentarmos a massa, no instante em que sua _ _ _ _ _ _ _
potencial for mínima a energia cinética será _ _ _ _ _ _ e, consequentemente,
maior do que quando a massa do skatista era menor.
f)
Quando não há atrito a energia _ _ _ _ _ é uma constante igual à soma das
energias _ _ _ _ _ _ _ e _ _ _ _ _ _ _.
g)
Quando há atrito a energia _ _ _ _ _ é uma constante igual à soma das
energias _ _ _ _ _ _ _ e potencial, _ _ _ _ _ _ _ e _ _ _ _ _ _ _.
Observe e discuta a variação da energia cinética e potencial em um pêndulo simples.
Clique aqui ou sobre a figura abaixo para acessar o applet: Montanha Russa Complexa.
Montanha russa. Este applet permite construir uma monstanha russa virtual para estudar a conservação de energia.
Outro applet de montanha russa. Clique aqui, ou sobre a imagem abaixo.
Veja tembém: Conservação de energia.
