Anais da Feira de Ciência, Tecnologia, Arte e Cultura do Instituto Federal Catarinense do Campus Concórdia
Abstract
As expressões vinculadas ao termo “energia” são transmitidas constantemente por todas as mídias (televisão, rádio, jornal, revista, internet, propaganda veiculada em ambientes externos), sem o devido cuidado em esclarecer o conceito, que normalmente é distorcido ou confundido com os conceitos de força e potência. A lata mágica é uma ferramenta didática extremamente útil, divertida e poderosa que pode ser utilizada pelo professor em sala de aula para trabalhar os conceitos de energia, considerados básicos e de significado imediato para o aluno, pois faz parte do seu cotidiano vivencial. O experimento físico “a lata mágica”, de construção ligeiramente simples, aborda o conceito de energia e seu funcionamento, além de explorar outros tópicos vinculados ao tema: tipos de energia, conservação de energia e transferência de energia. Considerando o sistema conservativo, as energias envolvidas no experimento são as energias cinética e potencial elástica. A lata quando em movimento de rolamento possui dois tipos de energia cinética: uma energia cinética de rotação associada à rotação em torno do centro de massa e uma energia cinética de translação associada à translação do centro de massa. Por sua vez, a energia potencial elástica é uma forma de energia armazenada em um sistema quando ele é deformado por uma força externa, sendo característica de sistemas elásticos, como molas, borrachas ou elásticos, que possuem a capacidade de sofrer deformações reversíveis quando submetidas à ação de uma força. O experimento envolve uma lata vazia, geralmente metálica, que possui uma tampa ajustada firmemente. E dentro dela há um peso enrolado em um elástico e em cada lado da lata tem um parafuso para prender o elástico. Quando empurramos a lata, a força que aplicamos sobre ela realiza trabalho, causando um movimento caracterizado como rolamento (translação e rotação). Inicialmente, a energia cinética associada ao rolamento da lata é transferida gradativamente para o elástico, que se encontra no interior da lata, causando uma torção máxima, que o impede de girar junto com a lata devido ao peso (parafuso) no interior da lata. Durante a torção do elástico, gradativamente a lata perde energia cinética e o elástico ganha energia potencial. Quando a lata interrompe totalmente o seu movimento de rolamento, a energia que foi armazenada na forma de energia potencial passa a ser transferida na forma de energia cinética de rolamento, fazendo com que a lata retorne à sua posição inicial, se não houver forças dissipativas. Neste trabalho, pretende-se investigar os tipos de energia envolvidos durante o movimento da lata, verificar se há conservação de energia mecânica e contextualizar a teoria com a prática. Os materiais a serem utilizados para a confecção da lata mágica são: lata com tampa, garrafa de plástico transparente, elásticos, parafusos, pregos e fita adesiva. Além disso, pretende-se substituir a lata por uma garrafa transparente, com o intuito de verificar o que ocorre com os materiais dentro da lata, durante o seu movimento
