Exemplos da utilização da energia elétrica transformada em movimento

O objetivo deste experimento é ilustrar o conceito de Energia Cinética.

O Princípio da Conservação da Energia diz que " a energia pode ser transformada ou transferida, mas nunca criada ou destruída". A energia cinética é a forma de energia que esta associada à quantidade de movimento de um objeto. Ou seja, ela só existe quando o objeto possui velocidade em relação a um determinado ponto de referência. No dia-a-dia podemos fazer várias verificações de transformações de outras formas de energia em energia cinética, como: a energia acumulada no combustível é transformada em energia de movimento de um carro; a energia elétrica é transformada em energia cinética em aparelhos como ventilador, liquidificador,furadeira, etc. No lançamento de um pião, a pessoa que puxa a cordinha transfere energia para o pião, que a reterá como energia cinética (de rotação) e, em seguida, transferirá para o ambiente, principalmete como agitação térmica do ar (energia cinética) e atrito com o piso. A massa do objeto também influi na quantidade de sua energia cinética, de tal forma que , quanto mais massa, para uma velocidade fixa, maior a quantidade de energia cinética. A energia cinética é diretamente proporcional à massa e ao quadrado da velocidade do objeto.

A idéia do experimento é fazer algo que ilustre a quantidade de energia cinética necessária para a deformação de um objeto. A partir da deformação causada, queremos mostrar como as grandezas físicas massa e velocidade influenciam a energia cinética de um objeto. Um objeto para se deformar necessita de energia. Esta energia pode ser fornecida de diversos modos. Neste caso, a energia cedida para o objeto se deformar é a energia cinética de uma bolinha, que por sua vez, foi cedida pelo nosso corpo, através de um "empurrão". O experimento consiste em utilizar uma certa quantidade de massa de modelar, uma régua e uma bolinha (ver o desenho no esquema geral de montagem). A bolinha, para iniciar o movimento, necessita de uma certa quantidade de energia. Esta energia é transferida do nosso corpo para a bolinha. Ao entrar em contato com a massa de modelar, no final da régua, a energia cinética da bolinha é transformada em energia de deformação. Portanto, se a massa de modelar se deforma mais, isto implica um recebimento maior de energia cinética, supondo que a deformação causada é proporcional à energia transferida. O que se observa é que, ao impulsionarmos a bolinha na direção paralela de um dos lados da régua, ela irá entrar em contato com a massa de modelar e provocará nesta uma deformação. Impulsionando a bolinha do outro lado da régua, só que imprimindo mais velocidade, a massa de modelar sofrerá uma deformação maior. Isso implica que a massa de modelar se deforma mais à medida que a bolinha possui mais velocidade. Deformação maior significa que a massa recebeu mais energia. Daí conclui-se que com mais velocidade a bolinha tem mais energia cinética. Se impulsionarmos a mesma bolinha em um dos lados da régua e uma outra bolinha com mais massa no outro lado, ambas com aproximadamente a mesma velocidade, podemos observar que as deformações na massa de modelar serão diferentes. Este fato se deve às bolinhas terem massas diferentes. Isso implica que a massa de modelar se deforma mais à medida que a bolinha possui mais massa. Novamente, deformação maior significa que a massa de modelar recebeu mais energia e conclui-se que com mais massa, a bolinha tem mais energia cinética. Depois destas experimentações, pode-se bem concluir que a energia cinética é, pelo menos, diretamente proporcional à massa e à velocidade do objeto.

Montagem

• Molda-se a massa de modelar como se fosse um " bolo ". Com a palma da mão amasse a massa de modelar e deixe uma pequena borda (ver esquema geral de montagem).
• Coloca-se a régua dividindo esta borda ao meio, de modo que, a massa fique dividida em dois lados.
• Use os dois lados lados da régua para fazer comparações das deformações sofridas pela massa quando temos diferentes quantidades de energia cinética, quer pela variação da velocidade, quer pela variação da massa.

• Recomenda-se usar a massa que receitamos a seguir, por ser mais mole. Ingredientes para a massa de modelar: 2 xícaras (250ml) de farinha de trigo; 1 xícara (125ml) de sal; água para dar consistência de pão à massa (pouco mais do que 1 xícara); 2 colheres de sopa de óleo comestível ou óleo de amêndoas. Modo de fazer: Aos poucos, misture a água na composição farinha-sal, de modo que fique homogêneo. Após, misture o óleo na composição farinha-sal e amasse para obter a consistência de pão. Esta massa é mais mole e permite uma melhor visualização dos efeitos.

Esquema Geral de Montagem

Projeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/Bauru

FCB/FCL

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