DE APRENDIZAGEM 2CONSERVACAO DE ENERGIA EM SISTEMAS DO COTIDIANOPagina111. O bate-estaca funciona levantando uma grande massa que e abandonada de certaaltura e cai batendo numa estaca que vai afundando no solo. Ela serve para fixar asestacas no solo numa construcao.2. A partir das criacoes dos alunos, discuta os principios fisicos envolvidos no sistemabate-estaca, dando enfase para o conceito de trabalho e de conservacao de energia.Trabalhe a ideia de que neste sistema a energia dissipada por aquecimento da estacae pelo barulho e muito pequena quando comparada a energia total envolvida noprocesso, concluindo que por este motivo podemos considera-lo conservativo. Ofoco desta parte da Situacao de Aprendizagem esta no entendimento de que aconservacao da energia mecanica e sua dissipacao pelo trabalho de uma forca saoferramentas adequadas no prognostico de parametros de um sistema fisico.3.a) O motor realiza trabalho levantando a massa de 490 kg ate a altura de 5 m,transformando a energia quimica do combustivel em energia cinetica no movimentodo bloco e em energia potencial gravitacional do bloco de ferro que na altura de 5 me de 24 500 J. Ao ser abandonada dessa altura, a massa transforma sua energiapotencial em energia cinetica e, ao atingir a estaca, transforma parte de sua energiaem movimento da estaca que penetra no solo e parte em energia termica da estaca eem som, ao final a estaca para numa nova posicao.b) Quem fornece a energia e o combustivel que, atraves de sua queima, libera aenergia quimica que e transformada em energia cinetica e em energia potencial pelotrabalho realizado pelo motor do bate-estaca.c) Energia quimica e transformada em energia cinetica e em energia potencialgravitacional na subida da massa. Na queda ha transformacao de energia potencialgravitacional em energia cinetica. Na colisao a energia cinetica da massa setransforma em energia cinetica da estaca, em energia termica e em som. Na7 penetracao da estaca no solo a energia cinetica e transformada em trabalho da forcaque a estaca exerce no solo, sendo finalmente dissipada sob forma de energiatermica.d) A partir da queda livre podemos tomar o sistema como conservativo. Trabalhe aideia de que neste sistema a energia dissipada por aquecimento da estaca e pelobarulho e muito pequena quando comparada a energia total envolvida no processo,concluindo que por este motivo podemos considera-lo conservativo. O foco destaparte da Situacao de Aprendizagem esta no entendimento de que a conservacao daenergia mecanica e sua dissipacao pelo trabalho de uma forca sao ferramentasadequadas no prognostico de parametros de um sistema fisico.e)E = m g hE = 490 (kg) 10 (m/s2) 5 (m)E = 24 500 Joules.Como o sistema pode ser considerado conservativo a energia cinetica ao atingiraestaca tambem e Ec = 24 500 Joules.f) Neste sistema a energia dissipada tanto na queda pela resistencia do ar quanto nabatida por aquecimento da estaca e no barulho proveniente da batida e muito pequenase comparada a energia total envolvida no processo, concluindo que por este motivopodemos considera-lo como um sistema que conserva a energia mecanica.g) A forca media pode ser calculada pela variacao da energia mecanica por meiodo trabalho realizado pela forca aplicada na estaca, que afunda 3 cm a cada