Movimento de projéteis e energia cinética

1 · Prever

Se você lançar a bola mais rápido, como sua energia cinética no lançamento e sua altura máxima mudarão?

2 · Preparar

  1. Abra a simulação de projétil e pressione Redefinir.
  2. Ative a sonda de velocidade e a leitura de altura — a altura é medida a partir do PISO, não do ponto de lançamento, portanto inclui a altura de lançamento fixa de 1,2 m da bola.
  3. Defina a velocidade de lançamento para cada teste abaixo, pressione Reproduzir e registre os valores de pico.

3 · Coletar Dados

Massa m (kg)Velocidade de lançamento v (m/s)KE = ½mv² (J)Altura máxima h (m)
1.008.00
1.0010.00
1.0012.00

Plote a altura máxima h (eixo y) em relação à energia cinética no lançamento KE (eixo x).

4 · Analisar

  1. Mostre seu trabalho computando KE = ½mv² para uma tentativa e compare-o com a leitura de energia cinética da simulação.
  2. Descreva a relação entre a energia cinética de lançamento e a altura máxima. É linear? Cite números da sua tabela.

5 · Aprofundar

  1. A uma velocidade fixa, qual ângulo de lançamento proporciona a maior altura máxima? Explique por quê.
  2. Projéteis reais não atingem a altura prevista pela sua mesa. Para onde vai a energia que falta?

A física por trás deste experimento

Energia Cinética

A energia do movimento no lançamento, a partir da massa e da velocidade de lançamento que você definiu para cada tentativa.

Energia Potencial Gravitacional

A energia armazenada na altura máxima da bola, lida a partir da altura da bola acima do PISO — não acima do ponto de lançamento. Como esse lançamento é angulado (não direto para cima), apenas a componente vertical da velocidade de lançamento se converte em elevação adicional acima do lançamento: ela carrega 64% da energia cinética de lançamento neste ângulo (o resto permanece movimento horizontal, ainda presente no pico). Mas a altura da leitura também inclui a altura de lançamento fixa da bola de 1,2 m acima do piso, portanto a energia potencial no pico é m·g·(1,2 m + elevação) — não simplesmente 0,64× a energia cinética de lançamento, e a razão entre elas muda com a velocidade em vez de permanecer fixa.

← Voltar para o experimento

Mecânica

138 folhas de laboratório de física gratuitas para imprimir