Energia Cinética e Energia Potencial Gravitacional
Autor e Co-autor(es)
Eziquiel Menta
Estrutura Curricular
| Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
|---|---|---|
| Ensino Médio | Física | Movimento, variações e conservações |
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
Duração das atividades
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Estratégias e recursos da aula
Motivação/introdução
A energia total de um sistema, chamada de energia mecânica total, é composta pela soma da energia cinética e da energia potencial. A energia cinética é associada a velocidade e a massa do corpo, quando um carro está em alta velocidade, podemos dizer que ele tem uma grande energia cinética associada. A energia potencial pode ser “armazenada”, ela depende da configuração do sistema, por exemplo, quando levantamos um livro, estamos armazenando energia potencial gravitacional, se soltarmos o livro, essa energia potencial é transformada em energia cinética, levando o livro ao solo.
Na Sala de aula (20 min)
A energia cinética é chamada energia do movimento, ela é associada ao movimento, algebricamente, a energia cinética é dada por:
Ec = ½ m.v2
Sendo “m” a massa do corpo e “v” a velocidade. É interessante notar que a energia cinética varia com o quadrado da velocidade, para dois carros com a mesma massa, a energia cinética do carro que estiver com o dobro da velocidade, terá uma energia cinética 4 vezes maior.
A energia potencial gravitacional depende da massa, da aceleração da gravidade local, e da distancia de um plano de referencia, a energia pode ser calculada escolhendo-se esse ponto de referencia, que no cotidiano pode ser o chão ou uma mesa, a energia potencial pode ser calculada para qualquer plano estabelecido.
Algebricamente, a energia potencial é dada por:
Ep = m.g.h
Sendo “m” a massa do corpo, “g” a aceleração da gravidade local e “h” a distancia em relação ao plano de referencia.
A soma das energias cinética e potencial é chamada energia mecânica, no caso de um pendulo simples, acontece uma alternância entre a energia cinética e a energia potencial.
No ponto de máxima amplitude do pendulo, a energia potencial é máxima e a energia cinética é nula, e no ponto de menor amplitude, a energia cinética é máxima.
Atividade no laboratório de informática.(30 min)
Para a compreensão e visualização desse fenômeno, vamos utilizar um objeto de aprendizagem que permite simular uma pista de skate, permitindo visualizar como ocorre a variação da energia cinética e da energia potencial, durante o movimento do skatista. O nome do objeto é “Skate e Energia”.
Skate e energia
Na simulação, a pista de skate pode ser modelada de acordo com a vontade do aluno, ele pode criar a sua própria pista, arrastar o skatista até o ponto desejado e soltar para que ele faça as manobras. É possível escolher outro skatista, de massa diferente, e verificar a influencia dessa variável no movimento.
Ainda é possível trocar o local, para a lua, por exemplo, experimentando a variação da energia cinética e potencial em locais com diferentes acelerações da gravidade, ou ainda, com a ausência da gravidade.
Para visualizar graficamente a variação da energia cinética e potencial, basta clicar para exibir o gráfico, nele podemos perceber que quando a energia cinética é máxima, a energia potencial é mínima.
Formulário de Avaliação
Recursos Educacionais
| Nome | Tipo |
|---|---|
| Skate e energia | Animação/simulação |