Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Lei de Hooke AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS FASE 1 – LEI DE HOOKE 1. Preencha a tabela 1 abaixo com os dados encontrados durante esta fase do experimento. n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) 0 0,023 0,034 1 0,050 0,016 0,49 2 0,066 0,032 0,98 3 0,083 0,049 1,47 4 0,099 0,065 1,96 Tabela 1 – Dados experimentais de lei de Hooke A equação da Lei de Hooke é utilizada para calcular a constante elástica da mola: 𝐹=𝑘 Δ𝑥 Onde: F = Força aplicada (N) K = Constante elástica da mola (N/m) ΔX = Alongamento ou deformação da mola (m) quando submetida a ação dos pesos A força aplicada neste experimento é a força peso, que é o produto da massa dos discos que estão na mola pela aceleração da gravidade (9,81 m/s²). 𝐹=𝑚 𝑔 Diante dos resultados obtidos, calcule a constante elástica da mola M1 𝑘𝑀1 = 0,49/0,028 = 30,38 N/m 2. Esboce o gráfico da força aplicada (F) versus deformação da mola (ΔX) para cada uma das molas utilizadas no experimento. Qual a função matemática representada no gráfico? R: Função Linear 3. O que representa o coeficiente angular (ou declividade) do gráfico F versus ΔX? R: Uma constante elástica mola k 4. Com base em suas medições e observações, verifique a validade da seguinte afirmação: “As forças deformantes são proporcionais às deformações produzidas, ou seja, F é proporcional a Δx.”. R: Válida afirmação ! 5. Qual mola possui a maior constante elástica? Compare seus resultados! R: Com base nos experimentos executados a “MOLA 3” tem maior constante elástica M1: k = 30,38 N/m M2: k = 40,88 N/m M3: k = 43,66 N/m 0,49 0,98 1,47 1,96 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 0,016 0,032 0,049 0,065 F (N /m ) Δx (m) Força Aplicada vs Deformação - M1 0,49 0,98 1,47 1,96 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 0,012 0,024 0,036 0,048 F (N /m ) Δx (m) Força Aplicada vs Deformação - M2 0,49 0,98 1,47 1,96 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 0,009 0,023 0,037 0,052 F (N /m ) Δx (m) Força Aplicada vs Deformação - M3 Mola: 1 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,023 0,034 30,38 1 0,050 0,016 0,49 2 0,066 0,032 0,98 3 0,083 0,049 1,47 4 0,099 0,065 1,96 Mola: 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,032 40,88 1 0,044 0,012 0,49 2 0,056 0,024 0,98 3 0,068 0,036 1,47 4 0,080 0,048 1,96 Mola: 3 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,037 43,66 1 0,046 0,009 0,49 2 0,060 0,023 0,98 3 0,074 0,037 1,47 4 0,089 0,052 1,96 FASE 2 – ASSOCIAÇÃO DE MOLAS EM SÉRIE 1. Preencha a tabela abaixo com os dados encontrados durante esta fase do experimento. n X0 (m) Xn (m) ΔX = Xn - X0 (m) Fn (N) 0 0,105 - - - 1 0,146 0,028 0,49 2 0,174 0,056 0,98 3 0,202 0,084 1,47 4 0,230 0,112 1,96 Tabela 2 – Dados experimentais de associação de molas em série A equação da Lei de Hooke é utilizada para calcular a constante elástica do conjunto de molas: 𝐹=𝑘𝑟 Δ𝑥𝑟 Onde: F = Força aplicada (N) Kr = Constante elástica do conjunto de molas em série (N/m) ΔXr = Alongamento ou deformação do conjunto de molas (m) quando submetida a ação dos pesos A força aplicada neste experimento é a força peso, que é o produto da massa dos discos que estão no conjunto de molas pela aceleração da gravidade (9,81 m/s²). 𝐹=𝑚 𝑔 Diante dos resultados obtidos, calcule a constante elástica do conjunto de molas M1 e M2. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2) = 0,49 / 0,028 = 17,5 N/m É possível também relacionar as constantes de cada uma das molas do conjunto em série: 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀1 ∴ 𝐹1=𝑘1 Δ𝑥1 ∴ Δ𝑥1= 𝐹1 𝑘1 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀2 ∴ 𝐹2=𝑘2 Δ𝑥2 ∴ Δ𝑥2= 𝐹2 𝑘2 Como a mesma força atua em cada mola e as deformações estão relacionadas por: Δ𝑥𝑟=Δ𝑥1+Δ𝑥2 Então: 𝐹 𝑘𝑟 = 𝐹 𝑘1 + 𝐹 𝑘2 ∴ 1 𝑘𝑟 = 1 𝑘1 + 1 𝑘2 Onde: Kr = Constante elástica do conjunto de molas em série (N/m) K1 = Constante elástica da mola M1 (N/m) K2 = Constante elástica da mola M2 (N/m) Utilize as constantes elásticas das molas obtidas da parte I do experimento, recalcule a constante elástica do conjunto de molas em série M1 e M2. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2) = 𝟏 𝒌𝒓 = 𝟏 𝟑𝟎,𝟑𝟖 + 𝟏 𝟒𝟎,𝟖𝟖 = 0,057 ∴ kr = 17,43 N/m 2. Os resultados obtidos para a constante elástica do conjunto em série foram os mesmos para as duas formas de cálculo? R: Muito próximas, pois acredito que a forma de coleta de dados no experimento não seja precisa por ser visual. 3. Esboce o gráfico da força aplicada (F) versus deformação da mola (ΔX) para cada conjunto de molas em série. Qual a função matemática representada no gráfico? 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,028 0,056 0,084 0,112 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M1 e M2 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,028 0,055 0,083 0,110 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M2 e M1 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,029 0,058 0,088 0,117 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M1 e M3 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,030 0,059 0,090 0,118 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M3 e M1 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,026 0,052 0,078 0,102 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M2 e M3 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,026 0,052 0,077 0,103 F (N ) ∆X (m) Força Aplicada vs Deformação - M3 e M2 R: Função Linear 4. A constante k é a mesma para qualquer conjunto em série? Em caso negativo, qual conjunto obteve a maior constante elástica resultante? R: Negativo, o conjunto de série M2 com M3 e M3 com M2 k = 18,96 N/m 5. Comente sobre a relação entre as constantes das molas obtidas na parte I deste roteiro e os resultados das configurações em série. R: Com base nos experimentos pode-se comprovar que a deformação da série de mola é resultante da soma das deformações das molas da série, com pequeno desvio em virtude da precisão da leitura dos resultados. Mola: 1 e 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,118 17,52 1 0,146 0,028 0,050 0,491 2 0,174 0,056 0,100 0,981 3 0,202 0,084 0,150 1,472 4 0,230 0,112 0,200 1,962 Mola: 2 e 1 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,118 17,73 1 0,146 0,028 0,050 0,491 2 0,173 0,055 0,100 0,981 3 0,201 0,083 0,150 1,472 4 0,228 0,110 0,200 1,962 Mola: 1 e 3 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,119 16,83 1 0,148 0,029 0,050 0,491 2 0,177 0,058 0,100 0,981 3 0,207 0,088 0,150 1,472 4 0,236 0,117 0,200 1,962 Mola: 3 e 1 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,118 16,49 1 0,148 0,030 0,050 0,491 2 0,177 0,059 0,100 0,981 3 0,208 0,090 0,150 1,472 4 0,236 0,118 0,200 1,962 Mola: 2 e 3 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,116 18,96 1 0,142 0,026 0,050 0,491 2 0,168 0,052 0,100 0,981 3 0,194 0,078 0,150 1,472 4 0,218 0,102 0,200 1,962 Mola: 3 e 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) m(Kg) Fn (N) k(N/m) 0 0,105 0,116 18,97 1 0,142 0,026 0,050 0,491 2 0,168 0,052 0,100 0,981 3 0,193 0,077 0,150 1,472 4 0,219 0,103 0,200 1,962 FASE 3 – ASSOCIAÇÃO DE MOLAS EM PARALELA 1. Preencha a tabela abaixo com os dados encontrados durante esta fase do experimento. Mola: 1 e 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) 0 0,027 0,029 1 0,035 0,006 0,491 2 0,041 0,012 0,981 3 0,047 0,018 1,472 4 0,053 0,024 1,962 Tabela 3 – Dados experimentais de associação de molas em paralelo A equação daLei de Hooke é utilizada para calcular a constante elástica do conjunto de molas: 𝐹=𝑘𝑟 Δ𝑥𝑟 Onde: F = Força aplicada (N) Kr = Constante elástica do conjunto de molas em paralelo (N/m) ΔXr = Alongamento ou deformação do conjunto de molas (m) quando submetida a ação dos pesos A força aplicada neste experimento é a força peso, que é o produto da massa dos discos que estão no conjunto de molas pela aceleração da gravidade (9,81 m/s²). 𝐹=𝑚 𝑔 Diante dos resultados obtidos, calcule a constante elástica do conjunto de molas M1 e M2. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2)= 0,49 / 0,006 = 81,67 N/m É possível também relacionar as constantes de cada uma das molas do conjunto em paralelo: 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀1 ∴ 𝐹1=𝑘1 Δ𝑥1 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀2 ∴ 𝐹2=𝑘2 Δ𝑥2 Pela resultante de forças, é possível inferir que: 𝐹𝑟=𝐹1+𝐹2 Então: 𝑘𝑟Δ𝑥𝑟= 𝑘1Δ𝑥1+ 𝑘2Δ𝑥2 Onde: Kr = Constante elástica do conjunto de molas em paralelo (N/m) K1 = Constante elástica da mola M1 (N/m) K2 = Constante elástica da mola M2 (N/m) ΔXr = Alongamento ou deformação do conjunto de molas (m) quando submetida a ação dos pesos ΔX1 = Alongamento ou deformação da mola M1 (m) quando submetida a ação dos pesos ΔX2 = Alongamento ou deformação da mola M2 (m) quando submetida a ação dos pesos Como as deformações das molas e do conjunto são as mesmas, pode-se inferir que: 𝑘𝑟= 𝑘1+ 𝑘2 Utilize as constantes elásticas das molas obtidas da parte I do experimento, recalcule a constante elástica do conjunto de molas em paralelo M1 e M2. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2)= 30,38 + 40,88 = 71,26 N/m 2. Os resultados obtidos para a constante elástica do conjunto em paralelo foram os mesmos para as duas formas de cálculo? R: Houve um pequeno desvio nos resultados no calculado e no experimento, credito pela imprecisão das coletas de dados. 3. Esboce o gráfico da força aplicada (F) versus deformação da mola (ΔX) para cada conjunto de molas em paralelo. Qual a função matemática representada no gráfico? 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,006 0,012 0,018 0,024 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M1 e M2 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,006 0,012 0,018 0,024 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M2 e M1 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,006 0,012 0,019 0,025 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M1 e M3 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,006 0,012 0,019 0,025 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M3 e M1 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,005 0,011 0,018 0,023 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M2 e M3 R: Função Linear 4. A constante k é a mesma para qualquer conjunto em paralelo? Em caso negativo, qual conjunto obteve a maior constante elástica resultante? R: Negativo ! Conjunto paralelo M2 e M3 k=88,58 N/m Mola: 1 e 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,027 0,029 81,75 1 0,035 0,006 0,491 2 0,041 0,012 0,981 3 0,047 0,018 1,472 4 0,053 0,024 1,962 Mola: 2 e 1 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,027 0,029 81,75 1 0,035 0,006 0,491 2 0,041 0,012 0,981 3 0,047 0,018 1,472 4 0,053 0,024 1,962 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,005 0,011 0,018 0,023 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M3 e M2 Mola: 1 e 3 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,029 79,86 1 0,035 0,006 0,491 2 0,041 0,012 0,981 3 0,048 0,019 1,472 4 0,054 0,025 1,962 Mola: 3 e 1 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,029 79,86 1 0,035 0,006 0,491 2 0,041 0,012 0,981 3 0,048 0,019 1,472 4 0,054 0,025 1,962 Mola: 2 e 3 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,030 88,58 1 0,035 0,005 0,491 2 0,041 0,011 0,981 3 0,048 0,018 1,472 4 0,053 0,023 1,962 Mola: 3 e 2 n X0 (m) Xn (m) ∆X = Xn - X0(m) Fn (N) k(N/m) 0 0,026 0,030 88,58 1 0,035 0,005 0,491 2 0,041 0,011 0,981 3 0,048 0,018 1,472 4 0,053 0,023 1,962 5. Comente sobre a relação entre as constantes das molas obtidas na parte I deste roteiro e os resultados das configurações em paralelo. R: A associação das molas em paralelo aumenta a constante elástica (k) diminuindo a deformação (∆X) do conjunto e em relação a parte I, a folha de calculo fica muito próxima do experimento, acredito em virtude da forma de coleta de dados. 6. Preencha a tabela abaixo com os dados encontrados durante esta fase do experimento. Tabela 4 – Dados experimentais de associação de 3 molas em paralelo A equação da Lei de Hooke é utilizada para calcular a constante elástica do conjunto de molas: 𝐹=𝑘𝑟 Δ𝑥𝑟 Onde: F = Força aplicada (N) Kr = Constante elástica do conjunto de molas em paralelo (N/m) ΔXr = Alongamento ou deformação do conjunto de molas (m) quando submetida a ação dos pesos A força aplicada neste experimento é a força peso, que é o produto da massa dos discos que estão no conjunto de molas pela aceleração da gravidade (9,81 m/s²). 𝐹=𝑚 𝑔 Diante dos resultados obtidos, calcule a constante elástica do conjunto de molas M1 , M2 e M3. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2→𝑀3)= É possível também relacionar as constantes de cada uma das molas do conjunto em paralelo: 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀1 ∴ 𝐹1=𝑘1 Δ𝑥1 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀2 ∴ 𝐹2=𝑘2 Δ𝑥2 𝑀𝑜𝑙𝑎 𝑀3 ∴ 𝐹3=𝑘3 Δ𝑥3 Pela resultante de forças, é possível inferir que: 𝐹𝑟=𝐹1+𝐹2+𝐹3 Então: 𝑘𝑟Δ𝑥𝑟= 𝑘1Δ𝑥1+ 𝑘2Δ𝑥2+ 𝑘3Δ𝑥3 Onde: Kr = Constante elástica do conjunto de molas em paralelo (N/m) K1 = Constante elástica da mola M1 (N/m) K2 = Constante elástica da mola M2 (N/m) K3 = Constante elástica da mola M3 (N/m) ΔXr = Alongamento ou deformação do conjunto de molas (m) quando submetida a ação dos pesos ΔX1 = Alongamento ou deformação da mola M1 (m) quando submetida a ação dos pesos ΔX2 = Alongamento ou deformação da mola M2 (m) quando submetida a ação dos pesos ΔX3 = Alongamento ou deformação da mola M3 (m) quando submetida a ação dos pesos Como as deformações das molas e do conjunto são as mesmas, pode-se inferir que: 𝑘𝑟= 𝑘1+ 𝑘2+ 𝑘3 Utilize as constantes elásticas das molas obtidas da parte I do experimento, recalcule a constante elástica do conjunto de molas em paralelo M1, M2 e M3. 𝑘𝑟(𝑀1→𝑀2→𝑀3)= 30,38 + 40,88 + 43,66 = 114,92 N/m 7. Os resultados obtidos para a constante elástica do conjunto em paralelo foram os mesmos para as duas formas de cálculo? R: Não, mas ficarão bem próximos. 8. Esboce o gráfico da força aplicada (F) versus deformação da mola (ΔX) para o conjunto de molas em paralelo. Qual a função matemática representada no gráfico? R: Função Linear 9. A constante k é a mesma para o conjunto em paralelo com duas molas e o conjunto em paralelo com três molas? Em caso negativo, qual conjunto obteve a maior constante elástica resultante? O que é possível concluir? R: Não. o conjunto com 3 molas a constante k é maior. Isto porque no conjunto em paralelo, você soma as constantes dos membros para ter a constante resultante e proporcionalmente menor deformação. 0,491 0,981 1,472 1,962 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 0,004 0,008 0,012 0,017 F (N ) ∆X (m) Força vs Deformação - M1 e M2 e M3 Queda Livre AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ENSAIANDO A PRIMEIRA ESFERA 1. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio” e observe a relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc. Gráfico com esfera de diâmetro menor (12mm) R: Função Quadrática 2. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio ao quadrado” e observe a relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação?Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc. Gráfico com esfera de diâmetro menor (12mm) R: Função Linear 0 100 200 300 400 500 600 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 P o si çã o d o s en so r (m m ) Tempo (s) Posição do sensor x Tempo médio 0 100 200 300 400 500 600 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 P o si çã o d o s en so r (m m ) Tempo (s) Posição do sensor x Tempo médio2 3. Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença entre eles? Se sim, qual o motivo desta diferença? R: Existe diferença sim. No primeiro gráfico, temos a curva onde se observa a aceleração da esfera ao decorrer do tempo, e no segundo gráfico, quando elevamos o tempo ao quadrado, podemos observar a aceleração constante da esfera em sua queda. 4. Utilize a equação (5) do resumo teórico para calcular o valor da aceleração da gravidade em cada ponto e complete a tabela que você fez anteriormente. Em seguida compare os valores encontrados. 𝑔= 2ℎ 𝑡2 (5) Pos. sensor (mm) T1(s) T2(s) T3(s) T4(s) T5(s) Tmédio(s) Tmédio2(s) g (m/s2) 100 + Desfera menor 0,1812 0,1483 0,1482 0,1486 0,1487 0,1550 0,0240 8,3219 200 + Desfera menor 0,2062 0,2058 0,2057 0,2063 0,2061 0,2060 0,0424 9,4241 300 + Desfera menor 0,2510 0,2510 0,2510 0,2509 0,2510 0,2510 0,0630 9,5251 400 + Desfera menor 0,2887 0,2886 0,2887 0,2889 0,2887 0,2887 0,0833 9,5989 500 + Desfera menor 0,3223 0,3224 0,3221 0,3223 0,3221 0,3222 0,1038 9,6299 R: Os valores de aceleração estão bem próximos 5. Em seguida compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores encontrados? Se sim, o que você acha que proporcionou essa diferença? R: Houve diferença sim, acredito pela não exatidão do posicionamento do sensor 6. Utilize a equação (4) do resumo teórico para calcular o valor da velocidade instantânea em cada ponto e complete a tabela. 𝑣=𝑔.𝑡 (4) Pos. sensor (mm) T1(s) T2(s) T3(s) T4(s) T5(s) Tmédio(s) Tmédio2(s) g (m/s2) V(m/s) 100 + Desfera menor 0,1812 0,1483 0,1482 0,1486 0,1487 0,1550 0,0240 8,3219 1,5193 200 + Desfera menor 0,2062 0,2058 0,2057 0,2063 0,2061 0,2060 0,0424 9,4241 2,0190 300 + Desfera menor 0,2510 0,2510 0,2510 0,2509 0,2510 0,2510 0,0630 9,5251 2,4596 400 + Desfera menor 0,2887 0,2886 0,2887 0,2889 0,2887 0,2887 0,0833 9,5989 2,8292 500 + Desfera menor 0,3223 0,3224 0,3221 0,3223 0,3221 0,3222 0,1038 9,6299 3,1580 ENSAIANDO A SEGUNDA ESFERA 1. Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores encontrados? Explique-a. Pos. sensor (mm) T1(s) T2(s) T3(s) T4(s) T5(s) Tmédio(s) Tmédio2(s) g (m/s2) V(m/s) 100 + Desfera maior 0,1490638 0,1482168 0,1490782 0,1487570 0,1488762 0,1487984 0,0221410 9,033030 1,45822 200 + Desfera maior 0,2061428 0,2064786 0,2060458 0,2064169 0,2066854 0,2063539 0,0425819 9,393655 2,02227 300 + Desfera maior 0,2511674 0,2512440 0,2508871 0,2512499 0,2507581 0,2510613 0,0630318 9,519008 2,46040 400 + Desfera maior 0,2887924 0,2887814 0,2889383 0,2888013 0,2887141 0,2888055 0,0834086 9,591335 2,83029 500 + Desfera maior 0,3223849 0,3224168 0,3224381 0,3221801 0,3225020 0,3223844 0,1039317 9,621705 3,15937 R: Sim, a diferença em virtude da massa em queda livre 2. Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade varia igualmente para as duas esferas? Gráfico com esfera de diâmetro maior (24mm) Gráfico com esfera de diâmetro maior (24mm) 0 100 200 300 400 500 600 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 P o si çã o d o s en so r (m m ) Tempo (s) Posição do sensor x Tempo médio 0 100 200 300 400 500 600 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 P o si çã o d o s en so r (m m ) Tempo (s) Posição do sensor x Tempo médio2 R: A segunda esfera tem a aceleração ligeiramente maior 3. Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado! R: A esfera com maior massa tem tempo menor de queda em virtude de sua massa 4. Com base nos resultados obtidos e nos seus conhecimentos, como seria o comportamento do tempo se o experimento fosse realizado com uma esfera ainda menor do que as que você utilizou no experimento? R: Uma esfera menor, levaria mais tempo para o percursor selecionado, como já mencionado menor massa, maior tempo de queda. Pêndulo Balístico AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS Analise os dados obtidos no experimento e realize os cálculos das velocidades iniciais dos projéteis utilizando as equações dispostas no resumo teórico. Em seguida, construa uma tabela semelhante a apresentada abaixo e anote os valores encontrados. Dados do experimento Projétil Energia potencial gravitacional (J) Velocidade V2 do bloco com o projétil (m/s) Velocidade V1 inicial do projétil (m/s) Azul 0,082 0,885 1,84 Dourado 0,048 0,791 2,65 Prateado 0,032 0,697 3,97 Para encontrar a velocidade V2, utilize a equação da energia cinética no instante 2 (projétil associado ao bloco), igualando- a com a energia potencial gravitacional. Por fim, para determinar a velocidade do projétil (V1) antes da colisão com o pêndulo, utilize a equação da conservação da quantidade de movimento. Depois disso, responda os questionamentos a seguir: 1. Qual projétil atingiu a maior angulação? Justifique o resultado encontrado. R: Azul, pois com massa maior que demais projeteis, acaba tendo maior momento linear 2. Coloque em ordem crescente os ângulos atingidos em cada lançamento dos projéteis. O que você conclui acerca destes resultados? R: Prateado 24,01⁰ Dourado 27,28⁰ Azul 30,60⁰ Projeteis com massa maior, terá maior momento linear após a colisão, contudo, maior energia potencial gravitacional, isso demonstra o maior ângulo. Lançamento horizontal e colisão AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual foi o valor médio do alcance horizontal para os lançamentos realizados? R: 274mm 2. Qual a velocidade da esfera metálica quando ela perde contato com a rampa? R: 1,4 m/s 3. No ensaio de colisão, duas circunferências são marcadas no papel ofício baseada nas marcações feitas pelas esferas. Identifique qual esfera metálica produziu cada circunferência. R: Esfera 1 : segunda marcação ( mais perto do lançador ) Esfera 2 : primeira marcação ( mais longe do marcador ) 4. Qual o alcance de cada esfera metálica no ensaio de colisão? R: Esfera 1 : 0,028 m Esfera 2 : 0,241 m 5. Qual a velocidade de cada uma das esferas metálicas logo após a colisão? R: Esfera1 : 0,11 m/s Esfera2 : 0,99 m/s
Compartilhar