Projeto de Física: Estudo da Energia Potencial
mediante o uso da Linguagem Python
Ana Paula Rodrigues Bellon
Saymon Vilela Dantas França Ribeiro
31 de outubro de 2019
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Introdução
Uma das formas de energia mecânica é a Energia Potencial, é um tipo de energia
que depende da posição em que o corpo se encontra, e pode ser corvertida
em energia cinética. A Energia Potencial Gravitacional e a Energia Potencial
Elástica, são os dois principais tipos de Energia Potencial.
Energia Potencial Gravitacional é a energia que um corpo possui ao estar
em uma certa altura, enquanto imerso em um campo gravitacional. Já a Energia Potencial Elástica corresponde à energia armazenada por uma mola ao ser
comprimida ou distendida.
Com o avanço constante da tecnologia, podemos utilizá-la como recurso didático e executar práticas experimentais através do uso de diversos equipamentos.
Nesse caso, será utilizado simulações computacionais para melhor compreensão
dos principais tipos de Energia Potencial.
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Objetivo Geral
• Desenvolver simulações computacionais visando o estudo da Energia Potencial Gravitacional e a Energia Potencial Elástica.
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Objetivo Especifico
• Criar um algoritmo capaz de fazer os cálculos e simulação da energia de
um corpo à uma certa altura imerso em um campo gravitacional, e de uma
mola sendo comprimida ou distendida.
• Desenvolver em linguagem Python um software para estudar a Energia
Potencial Gravitacional e a Energia Potencial Elástica.
• Desenvolver uma interface gráfica para ilustrar tal fenômeno.
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Embasamento Teórico
A Energia Potencial pode se manifestar a qualquer momento sob a forma de
movimento. Mas, para que ocorra o armazenamento da energia, o corpo precisa
estar associado a um sistema físico, como a força peso ou a força elástica, por
exemplo.
A Energia Potencial Gravitacional consiste na energia do objeto que está sob
influência de um campo gravitacional. Este tipo de energia potencial é medido
através do trabalho feito pelo peso do corpo ao ir de uma posição inicial à final.
Define-se então a energia potencial gravitacional de um corpo como sendo o
trabalho realizado contra a força gravitacional ao deslocá-lo desde o solo (ponto
de referência) até a altura considerada.
A equação da Energia Potencial Gravitacional é:
Epg = m.g.h
(1)
onde,
Epg - Energia Potencial (J),
m - massa do corpo (kg),
g - aceleração da gravidade (m/s2 ),
h - altura (m).
Observação: A fórmula é válida para corpos próximos da superfície da Terra,
onde o campo gravitacional é constante.
A Energia Potencial Elástica define-se como o trabalho realizado ao se deformar a mola (ou outro corpo) de um valor x (de deformação), deformação que,
quando liberada, pode gerar um movimento que irá impulsionar determinado
corpo.
A equação da Energia Potencial Elástica é:
Epe =
k.x2
2
(2)
onde,
Epe - Energia Potencial (J),
k - constante da força elástica (N/m),
x - deslocamento em relação à posição de equilíbrio (m).
Assim como a energia potencial gravitacional, a potencial elástica também
pode ser convertida em cinética. Acoplando um corpo à extremidade de uma
mola, deformando-a e depois liberando o sistema, ocorrerá a transformação da
energia potencial da mola em energia cinética do bloco.
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Material
• Notebook DELL: Processador i5, Windows 10, Sistema Operacional 64
bits;
• Acesso a Internet;
• IDE PyCharm e Python 3.
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Metodologia
Para uma melhor visualização do resultado almejado, será elaborado um modelo
de fluxograma de processo simples. O algoritmo base, será escrito no pseudocódigo Portugol com uma sintaxe simples para uma boa comprensão de qualquer
pessoa. O algoritmo em código, será desenvolvido e documentando linha a linha
na linguagem do Python 3, IDE’s Pycham.
Será feito diversos testes para que o executável do programa seja entregue
na sua melhor versão possível.
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Cronograma
Atividade
Projeto
Fluxograma
Algoritimo
Código Fonte
Apresentação
Relatorio Final
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Data de Apreentação
01/11/2019
22/11/2019
22/11/2019
22/11/2019
22/11/2019
22/11/2019
Referências Bibliográficas
ANDRADE, Diana. PILLING, Sergio. DINÂMICA DE UM SISTEMA DE
PARTÍCULAS. Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo - FEAU.
Disponível em <https://www1.univap.br/spilling/F1/10_ConservEnergia.pdf>
TAVARES DA SILVA, Romero. GRAVITAÇÃO.
Disponível em <http://www.fisica.ufpb.br/ romero/pdf/14_gravitacaoVI.pdf>
SCICIA GABRIEL DA SILVA, Henrique. ENERGIA, SUAS FORMAS
E TRANSFORMAÇÕES: UMA ABORDAGEM CONTEXTUALIZADA POR
MEIO DO MATERIAL NÃO-FORMAL. Universidade Estadual Paulista
Disponível em <https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/121209/
silva_hsg_tcc_rcla.pdf>
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