O que acontece com a energia potencial é a energia cinética em todo o movimento da skatista e com a energia mecânica?

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:

O que acontece com a energia potencial é a energia cinética em todo o movimento da skatista e com a energia mecânica?

2. Clique em "Grid" para aparecer a grade de referência;

O que acontece com a energia potencial é a energia cinética em todo o movimento da skatista e com a energia mecânica?

3. Ative o gráfico de barras;

Veja na imagem abaixo como ficará a tela:

O que acontece com a energia potencial é a energia cinética em todo o movimento da skatista e com a energia mecânica?

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:

O que acontece com a energia potencial é a energia cinética em todo o movimento da skatista e com a energia mecânica?

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.

O que acontece com a energia cinética e com a potencial gravitacional da skatista?

No simulador, ao posicionarem o skatista em um determinado ponto da pista, à medida que a altura diminui, a energia potencial gravitacional vai se tornando menor e a energia cinética vai aumentando, à medida que aumenta a velocidade.

Como acontece a transformação de energia cinética e energia potencial?

Energia cinética e energia potencial Quando um objeto está a uma certa altura do solo, ele tem energia potencial. Ao se movimentar em direção ao solo, o objeto transforma a energia potencial em energia cinética.

O que é energia cinética energia potencial e energia mecânica?

A energia mecânica é a capacidade de um corpo de realizar trabalho. Quando associada ao movimento, é chamada energia cinética; mas se associada à posição, energia potencial.

É possível que um objeto tem energia potencial e energia cinética ao mesmo tempo?

Nos sistemas conservativos, em que não há forças como o atrito, as energias cinética e potencial são intercambiáveis. Quando há acréscimos a uma das duas, a outra diminui à mesma medida, de modo que a sua soma é sempre constante.