As transformações de energia estão muito presentes no nosso cotidiano. Em algumas situações, certa quantidade de energia mecânica se transforma em outras formas de energia. Nos chamados sistemas conservativos, a energia mecânica não se altera.
Objetivo desta investigação
– Neste post vamos analisar o movimento de um skate em uma rampa do simulador Energy Skate Park: Basics do Phet Colorado. No simulador vamos:
- Revisar conceitos de energia cinética e potencial;
- Conceituar a energia mecânica e observar uma situação em que ela está associada a um sistema;
- Identificar um sistema conservativo e dissipativo, relacionando-os com a conservação ou dissipação da energia mecânica e de outras formas de energia;
- Compreender o princípio da conservação da energia como uma lei geral e reconhecê-lo em situações do cotidiano.
- Observaremos também as transformações de energia cinética em potencial e vice-versa, considerando um sistema conservativo e um sistema dissipativo, com as perdas de energia gerada pela fricção.
Procedimentos - Parte 1:
1. Abra o simulador clicando na primeira imagem;
Você verá a seguinte tela:
2. Clique em "Grid" para aparecer a grade de referência;
3. Ative o gráfico de barras;
Veja na imagem abaixo como ficará a tela:
4. Coloque o indivíduo em cima da rampa na posição 6 m e responda em seu caderno:
4.1. Qual é a altura que o rapaz atinge no outro lado da rampa?
4.2. Após colocar o indivíduo na posição 6, o mesmo parou o movimento ou continuou?
4.3. Sobre a sua resposta do item anterior (4.2.) por que isso aconteceu?
4.4.Você lembra o conceito de energia potencial gravitacional? Descreva detalhadamente com suas próprias palavras.
4.5. Quais são os pontos da rampa em que a energia potencial é máxima?
4.6. Em qual posição a energia potencial é zero?
4.7. Você lembra o conceito de energia cinética? Descreva detalhadamente com suas próprias palavras.
4.8.Existe algum (ou alguns) pontos em que a energia cinética é igual a zero?
4.9. Em que posição (ou posições) a energia cinética é igual a energia potencial? Clique em “Slow Motion” para observar.
4.10. Baseado nesta simulação, explique com suas próprias palavras o conceito de energia mecânica (pesquise no seu livro, caso não lembre).
4.11. Qual relação entre a energia potencial, cinética e a energia total (mecânica) você observou no gráfico de barras?
5. Aumente o valor da massa do skatista e responda:
5.1. O que acontece com a energia total do sistema? Aumenta, diminui ou permanece a mesma?
5.2. O que acontece com a energia cinética do skatista? Aumenta, diminui ou permanece a mesma?
5.3. O que acontece com a energia potencial gravitacional? Aumenta, diminui ou permanece a mesma?
5.4. Permanecendo a massa constante e o skatista estando em movimento, que característica é possível observar no comportamento da energia total em todos os pontos da trajetória?
5.5. Pesquise o conceito de sistema conservativo e descreva com suas próprias palavras.
5.6. Pesquise o conceito de sistema dissipativo e descreva com suas próprias palavras.
5.7. Esta pista de patinação com o skatista pode ser considerada um sistema conservativo?
Parte 2
Clique no formulário abaixo e siga com a segunda fase dos procedimentos respondendo o que se pede.
