Aula sobre conservação da Energia Mecânica através de um monjolo

O Teorema da Conservação de Energia é um dos principais fenômenos estudados pela Física. Entretanto, na maioria das vezes, os professores somente ensinam esse princípio matematicamente por meio das equações da energia cinética e potencial gravitacional.

Para realizar uma aula diferente sobre energia mecânica sem reduzi-la apenas a equações matemáticas, uma boa sugestão é a construção de um monjolo. Trata-se de uma máquina simples movida a água que já foi muito utilizada para socar grãos, como o arroz.

O objetivo do experimento é demonstrar a conservação da energia mecânica em um monjolo durante seu funcionamento.

Materiais necessários para experimento:

• Três copos descartáveis;

• Duas rolhas de cortiça;

• Uma régua;

• Uma vareta de madeira;

• Canudo de plástico;

• Duas garrafas plásticas,

• Potinho para filme fotográfico;

• Fita adesiva, cola e tesoura.

Esquema de Montagem:

• Corte um copo descartável ao meio e cole-o em uma extremidade da régua com a fita adesiva;

• Coloque o potinho para filme fotográfico como contrapeso na outra extremidade da régua;

• Monte um apoio utilizando as duas rolhas de cortiça e a vareta para colocar embaixo da extremidade com o contrapeso;

• Cole a vareta no centro da régua de forma que as duas formem uma cruz. Essa vareta deve servir como o eixo do monjolo;

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• Apoie as extremidades da vareta sobre dois copos descartáveis;

• Encha uma garrafa plástica de água;

• A outra garrafa deve ser cortada na lateral de forma que a água utilizada para fazer o monjolo movimente-se e caia dentro dela;

Para fazer o monjolo funcionar, adicione água no copo que foi colocado sobre a régua. Quando estiver cheio, ele descerá e despejará toda a água contida em seu interior dentro da garrafa plástica. Em seguida, ele voltará para a posição inicial.

Explicando o funcionamento do monjolo

O funcionamento do monjolo baseia-se na transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética. Quando acrescentamos água no copo descartável, aumentamos a massa de uma das extremidades do monjolo e fazemos com que ele perca o equilíbrio e entre em movimento. Aumentando a massa, também aumentamos a energia potencial gravitacional do sistema, que se transforma em energia cinética em razão do movimento. Assim que o contrapeso na outra extremidade é esvaziado, ele volta à sua posição de equilíbrio, “martelando” os grãos que ali estiverem.

Por Mariane Mendes
Graduada em Física