- O objetivo deste experimento é mostrar o armazenamento da energia na forma de Energia Potencial Elástica.
- O princípio da Conservação de Energia diz que " a energia pode ser transformada ou transferida, mas nunca criada ou destruída".
- Uma das formas que a energia pode assumir é a energia potencial elástica.
- Esta forma de energia está associada à energia necessária para deformar as ligações químicas entre os átomos que constituem um determinado material.
- Quando comprimimos um material, estamos aproximando os átomos constituintes.
- Quando esticamos, estamos afastando-os.
- A quantidade de deformação (compressão ou alongamento) suportável pelo material determina se ele é elástico ou não. Um material elástico geralmente não se rompe quando sujeito a quantidades razoáveis de deformação.
- Nos materiais elásticos, os átomos tendem a re-ocupar a sua posição normal, quando liberados da deformação.
- Como receberam energia para sair da posição normal, quando liberados da deformação devem devolvê-la de alguma forma.
- Um bom exemplo é o estilingue.
- Quando puxamos seu elástico com uma pedra encaixada, entregamos energia do nosso corpo ao elástico.
- Ao liberar o elástico, este praticamente devolve a energia que recebeu na forma de energia cinética da pedra, mais energia sonora (energia envolvida na criação e propagação do som). Se não colocarmos a pedra, ao soltar o elástico este entrega a maior parte da sua energia de volta para o corpo: a outra mão tem que absorver o " tranco". Até a energia sonora é maior neste caso.
- A energia potencial elástica é diretamente proporcional à deformação sofrida pelo material.
- Assim, quanto mais deformado estiver o material, mais energia potencial elástica acumulada ele terá.
- A idéia do experimento é fazer algo parecido com um estilingue, mas de modo a podermos observar mais facilmente o processo de acumulação e, depois, de transferência de energia potencial elástica.
- Trata-se de um arranjo onde pode-se observar em sequência, a velocidade de aproximação de uma bolinha (e portanto pode-se ter uma idéia de sua quantidade de energia cinética), a transformação da energia cinética da bolinha em energia potencial de um elástico, a devolução desta energia potencial do elástico para a bolinha, que ganha aproximadamente a mesma quantidade de energia cinética que tinha antes.
- O experimento consiste em impulsionar uma bolinha, através de uma canaleta de réguas, fazendo com que colida com um elástico, esticado, ao final da canaleta
- (ver figura no esquema geral de montagem).
- Para puxar um elástico com o dedo, precisa-se de uma certa quantidade de energia para deformá-lo.
- Esta energia vem de algum lugar: ela foi cedida pelo nosso corpo e é acumulada no elástico na forma de energia potencial elástica.
- Este mesmo procedimento é observado no caso da bolinha impulsionada contra o elástico.
- A energia cinética que a bolinha tinha no início do movimento é acumulada no elástico na forma de energia potencial elástica, que, imediatamente, após a colisão retoma a sua velocidade inicial ( no sentido contrário) na forma de energia cinética novamente.
- Nota-se que a transformação da energia potencial elástica em energia cinética neste experimento é praticamente instantânea, sendo difícil de ser observada.
Tabela do Material
| Usamos um elástico comum, encontrado em lojas de armarinho. |
Montagem
- Posicione as duas réguas, horizontalmente, sobre uma superfície, de modo que fique um pequeno espaço entre elas (canaleta).
- Uma pessoa segura o elástico esticado, horizontalmente, no final do sistema de réguas.
- Outra pessoa solta a bolinha, com um pequeno impulso, de modo que ela colida com o elástico esticado e volte.
- Repita este procedimento várias vezes e observe os resultados.
- Para obter o resultado desejado, mantenha o elástico sempre esticado no final da canaleta de réguas à uma altura equivalente à metade do diâmetro da bolinha.
- Você pode usar diferentes tipos e tamanhos de bolinhas e elásticos.
Esquema Geral de Montagem
FCB/FCL
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