Compreender os conceitos de energia cinética e energia potencial, identificar situações no cotidiano em que esse conceito está presente.

Uma aula de 50 minutos

Trajetória, Velocidade, aceleração.

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”.

 

 

 

 

 

 

Nome	Tipo
Skate e energia	Animação/simulação

http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/energia_mecanica.htm

A avaliação será realizada pele processo de Rubrica, e será auto avaliativa para o aluno, preenchendo o formulário no final da aula, critério utilizado é o conhecimento adquirido após explorar as simulações.