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LABORATÓRIO DE MATEMÁTICA E FÍSICA (Queda Livre) 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. Resp: A Melhor Função, no caso, É a Quadrática. POSIÇÃO DO SENSOR (mm) x TEMPO (s) 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. Resp: A Melhor Função para reprensentar o Gráfico é a Linear. ESPAÇO (mm) x TEMPO ^ 2(s) 3-Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença entre eles? Se sim, qual o motivo desta diferença? Resp: Há Diferança entre os dois Gráficos. A Curva apresentada no primeiro gráfico representa a velocidade da esfera aumentada no decorrer do tempo, em seu movimento acelerado, em que a mesma foi cruzando pelo sensor nas posições estipuladas pelo teste. O Segundo gráfico. Com a Unidade de tempo elevado ao quadrado, nos permite constatar que a aceleração permaneceu constante. 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. Resp: g=2h/t² Pos.senso(mm) T1(s) T2(s) T3(s) T4(s) T5(s) T médio g (m/s2) 100+Desfera menor 0,13340 0,1338 0,13333 0,13330 0,13335 0,13335 11,24701 200+Desfera menor 0,19575 0,19573 0,19575 0,19572 0,19574 0,19574 10,44301 300+Desfera menor 0,24238 0,24234 0,24237 0,24240 0,24236 0,24237 10,21403 400+Desfera menor 0,28162 0,28166 0,28160 0,28161 0,28167 0,28163 10,08609 500+Desfera menor 0,31589 0,31591 0,31586 0,31591 0,31589 0,31589 10,02142 5-Em seguida compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores encontrados? Se sim, o que você acha que proporcionou essa diferença? Resp: Houve uma pequena diferença, Que pode ter sido causada pela imprecisão da coleta de dados, Ou no ajuste do Equipamento. 6-Utilize a equação (4) do resumo teórico para calcular o valor da velocidade instantânea em cada ponto e complete a tabela. Resp: V= g.t Pos.senso(mm) T1(s) T2(s) T3(s) T4(s) T5(s) T médio g (m/s2) V (m/s) 100+Desfera menor 0,13340 0,1338 0,13333 0,13330 0,13335 0,13335 11,24701 1,49980 200+Desfera menor 0,19575 0,19573 0,19575 0,19572 0,19574 0,19574 10,44301 2,04356 300+Desfera menor 0,24238 0,24234 0,24237 0,24240 0,24236 0,24237 10,21403 2,47556 400+Desfera menor 0,28162 0,28166 0,28160 0,28161 0,28167 0,28163 10,08609 2,84058 500+Desfera menor 0,31589 0,31591 0,31586 0,31591 0,31589 0,31589 10,02142 3,16566 7-Construa o gráfico da “Velocidade x Tempo”. Qual o comportamento da velocidade? Resp: Com o Passar do Tempo a velocidade aumenta ENSAIANDO A SEGUNDA ESFERA 1-Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores encontrados? Explique-a. Resp: Houve diferença nos valores encontrados, Em virtude do volume dos corpos testados, no caso as esferas. ESFERA MENOR Pos.Senso (mm) T médio (S) g (m/s2) 100 0,13335 11,24701 200 0,19574 10,44031 300 0,24237 10,21403 400 0,28163 10,08609 500 0,31589 10,02142 ESFERA MAIOR Pos.Senso (mm) T médio (S) g (m/s2) 100 0,12420 12,96484 200 0,18961 11,12625 300 0,23671 10,70859 400 0,27723 10,40917 500 0,31135 10,31558 2-Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade varia igualmente para as duas esferas? Resp: Sim, é possível afirmar que variam igualmente. ESFERA MENOR ESFERA MAIOR 3-Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado! Resp: Os Tempos foram bem Próximos porque as esferas foram soltadas das mesmas distâncias e com a mesma aceleração (Gravidade). 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? Resp: Acredito que o resultado seria o mesmo ou muito próximos. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS (Movimento Retilíneo e Uniforme-MRU) 1-Por que é importante nivelar a base do plano inclinado? Resp: Sem o devido acerto do nível da base nas demais direções, não conseguiríamos obter a real inclinação sugerida de vinte graus, observado no transferidor. 2-Em cada uma das descidas, as medições do tempo para cada intervalo não se repetiram. Qual a principal razão disso? Resp: No momento que libertamos a esfera ao movimento de descida, o registro da passagem no cronômetro da esfera pelos pontos, foi realizado por estímulo físico no botão através da indicação visual da esfera ao passar nas marcas milimétricas indicadas. É quase impossível um registro preciso, com as ferramentas utilizadas, do momento em que a esfera passa pelo ponto, criando uma área de possibilidades entorno dos pontos sugeridos. 3-Com base nos seus conhecimentos, qual a influência do ângulo da rampa no tempo de descida da esfera? Resp: A força gravitacional é o motor impulsor da esfera. Quanto maior for a inclinação, menor será a resistência à força e maior será a velocidade de descida. 4-Com base nos dados obtidos construa o gráfico de espaço (S) x Tempo (s) da esfera. Resp: 5-Qual o significado físico do coeficiente angular do gráfico? Resp: A velocidade média da esfera. 6-Em seguida, calcule a velocidade média da esfera para o trajeto de 0 a 400mm. Resp: 𝑣𝑚= (0,4-0,0) / (5,1139-0,0); 𝑣𝑚= 0,07822m/s 𝑣𝑚 = ∆𝑆 /∆𝑡 Onde: • Vm = Velocidade média (m/s); • ∆S = Espaço percorrido pela esfera (m); • ∆t = Tempo do trajeto (s). 7-A velocidade é constante no Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) e define-se como a função horária como: Resp: 𝑆 = 𝑣𝑡 + 𝑆0 Onde: • S = posição final ocupada pelo móvel; • S0 = posição inicial ocupada pelo móvel; • V = velocidade. Utilizando a função horária, calcule a velocidade média para cada intervalo percorrido pela esfera. Intervalo - ∆S (m) Tempo Médio (s) Velocidade (m/s) 0,000 a 0,100 1,326433 0,07539 0,100 a 0,200 2,579585 0,07980 0,200 a 0,300 3,852395 0,07857 0,300 a 0,400 5,113912 0,07927 8-As velocidades encontradas para cada intervalo foram aproximadamente as mesmas? Elas coincidem com a velocidade média? Resp: As velocidades calculadas nos intervalos estavam bem próximas e praticamente coincidem com a velocidade média calculada. 9-Você acredita que ao realizar o experimento com 10°, o comportamento da esfera será igual ou diferente em comparação com experimento realizado com o ângulo de 20°? Justifique sua resposta. Resp: Com inclinação de 10° a esfera percorre em maior tempo o trajeto proposto. A velocidade será menor, em relação ao teste com a rampa em 20°, inversamente proporcional ao tempo gasto pela esfera no trajeto inclinado em 10°. Tempo em Segundos Série 1 1 2 3 4 5 6 1.2 2.5 3.8 5.0999999999999996 Velocidade x Tempo Série 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0.13335 0.19574 0.24237 0.28162999999999999 0.31589 Série 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0.12420299999999999 0.189608 0.236706 0.27722799999999997 0.31135299999999999 Série 2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Série 3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
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