Relatorio 2 Lei de Newton

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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP 
 
 
 
 
BRUNO RODRIGUES FERREIRA 
CLÁUDIO DONIZETI AGUIAR 
LUIZ FELIPE MANZINI 
PABLO FRANCISCO AMARO 
RANDERSON JULIANO DE A. NORONHA 
RYAN FERREIRA DE LIMA 
WELLINGTON GABRIEL DE MELO SILVA 
 
 
 
LABORATÓRIO DE TÓPICOS DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
PRÁTICA: 2º LEI DE NEWTON 
 
 
 
 
 
SÃO JOSE DO RIO PARDO 
2019 
 
 
BRUNO RODRIGUES FERREIRA 
CLÁUDIO DONIZETI AGUIAR 
LUIZ FELIPE MANZINI 
PABLO FRANCISCO AMARO 
RANDERSON JULIANO DE A. NORONHA 
RYAN FERREIRA DE LIMA 
WELLINGTON GABRIEL DE MELO SILVA 
 
 
 
LABORATÓRIO DE TÓPICOS DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
PRÁTICA: 2º LEI DE NEWTON 
 
 
 
Relatório apresentado à UNIP – Campus 
São José do Rio Pardo referente à 
disciplina de TFGE - Laboratório, como 
parte dos requisitos para avaliação 
bimestral, no Curso de Engenharia Ciclo 
Básico. 
 
 
 
SÃO JOSE DO RIO PARDO 
2019 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1- Primeira Lei de Newton ................................................................................ 6 
Figura 2- Segunda Lei de Newton .............................................................................. 8 
Figura 3- Ação e Reação ............................................................................................ 9 
Figura 4- Calculo Primeira Parte ............................................................................... 12 
Figura 5- Calculo Segunda Parte .............................................................................. 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTAS DE TABELA 
 
Tabela 1:Calculo de Medidas .................................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTAS DE DIAGRAMA 
 
Diagrama: Diagrama F(N) ......................................................................................... 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1.INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 4 
2.REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................................... 5 
 2. 1 Leis de Newton ............................................................................................... 5 
2.1.1 Primeira lei de Newton .......................................................................... 5 
2.1.2 Segunda lei de Newton ......................................................................... 7 
2.1.3 Terceira lei de Newton ........................................................................... 8 
3. MATERIAS E MÉTODOS ..................................................................................... 10 
 3.1 Equipamentos usados para a realização do experimento ........................ 10 
 3.2 Procedimentos experimentais ........................................................ 10 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 11 
5. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 15 
6. REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 16 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
De acordo com a segunda lei de Newton, a aceleração de um corpo em 
movimento é diretamente proporcional a resultante das forças que atuam sobre um 
carrinho e é inversamente proporcional a sua massa. Diante disso, através do trilho 
de ar será possível verificar a equivalência entre o conceito estático e o conceito 
dinâmico de força. 
O trilho de ar foi projetado para reduzir as forças de atrito, de forma que 
experimento possa deslocar-se sobre um jato de ar comprimido, eliminando o contato 
entre o carrinho e a superfície do trilho. Este experimento consiste em um trilho com 
orifícios laterais por onde o ar, proveniente de um compressor o colchão de ar que se 
forma impede o contato entre as superfícies, eliminando o atrito, conforme as medidas 
utilizadas. 
Foi analisando o movimento de um corpo (chamado carrinho) sob a superfície 
do atrito de ar, observando assim o tempo e a distância. 
Por meio dos valores dos tempos obtidos, e com auxílio de fórmulas 
matemáticas, espera-se determinar o valor da aceleração e da velocidade de cada 
massa utilizada no sistema (delimitada para o experimento). Após isto, através dos 
valores dos pesos utilizados e da aceleração encontrada, utilizando as fórmulas 
matemáticas com as medidas registradas na tabela, construímos um diagrama. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
2. 1 Leis de Newton 
 
O nosso tema de hoje é sobre a segunda e terceira lei de Newton, onde formam 
uma expressão para que possamos compreender os comportamentos estáticos e 
dinâmicos dos corpos celestes ou terrestres, mas antes de falarmos detalhadamente 
sobre as leis que até hoje nos salvam em meio de vários desafios da física, vamos 
começar entendendo o que são as leis de Newton. 
Como falamos anteriormente, as Leis de Newton são uma expressão para 
compreendermos o comportamento estático e dinâmico dos corpos. As três leis foram 
criadas pelo famoso físico Isaac Newton ainda no século XVII. Essas leis buscam 
explicar os referenciais de inércia a quem as observa, em modo estático e dinâmico 
dos corpos, assumindo isso começam a mensurar as interações físicas entre dois 
corpos, estando tanto em repouso como em movimento. 
Podemos mensurar a influência mútua entre dois corpos através do conceito 
da força, onde o seu resultado físico em cada corpo é explicado através do resultado 
da ação destas forças. As forças representam a interação entre os dois corpos, onde 
se formam responsáveis pela aceleração, sendo assim, são os principais 
responsáveis pelas alterações nas velocidades dos corpos que operam. 
Com isso, agora que já sabemos o que são as leis de Newton, vamos conhecê-
las individualmente. Mas para falarmos da terceira e segunda lei, precisaremos 
entender primeiro, como funciona a primeira lei de Newton, princípio da inércia. 
 
2.1.1 Primeira lei de Newton 
 
A partir da frase de Newton para definir a primeira lei, todo corpo continua em 
seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que 
seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele. O principio da 
inércia parte da afirmação de que: o vetor de soma de todas as forças em um objeto 
deve ser nula, com isso sua velocidade é constante. Com isso: 
6 
 
 Um objeto que está em repouso, irá se manter em repouso a não ser 
que uma força que não se anule aja sobre o mesmo objeto. 
 Um objeto que estiver em movimento retilíneo constante não alterara sua 
velocidade a não ser que uma força que não se anule aja sobre o objeto. 
A primeira lei serviu como referencial para as demais leis que iriam surgir. A 
primeira lei a um referencial chamado por inercial ou newtoniano, coerente ao 
movimento de uma partícula que não é submetida a forças, onde é descrita como 
velocidade constante. 
“Em todo universo material, o movimento de uma partícula em 
um sistema de referência preferencial Φ é determinado pela 
ação de forças as quais foram varridas de todos os tempos 
quando e somente quando a velocidade da partícula é constante 
em Φ. O que significa, uma partícula inicialmente em repouso ou 
em movimento uniforme no sistema de referência preferencial Φ 
continua nesse estado a não ser que compelido por forças a 
mudá-lo.” 
Para melhor entendimento iremos ilustrar uma imagem onde teremos um 
exemplo da primeira lei de Newton citada acima. 
 
Figura 1: Primeira Lei de Newton 
 
Fonte: https://pt.slideshare.net/fabifabi2/leis-de-newton-1-e-2 
7 
 
Agora que já entendemos tudo sobre a primeira lei falaremos sobre a segunda 
e terceiralei de Newton. 
 
2.1.2 Segunda lei de Newton 
 
A segunda lei, chamada de princípio fundamental da dinâmica, assegura que a 
força resultante em um corpo é idêntica a taxa de variação temporal no momento linear 
em uma referência inercial. 
𝐹 =
𝑑𝑝
𝑑𝑡
=
𝑑(𝑚 . 𝑣)
𝑑𝑡
 
Como citado acima, ela servira para sistema em geral, mas quando uma a 
massa for constante, podemos retirar a massa do diferencial, onde forma a conhecida 
expressão, mais popular nos ensinos médios no mundo da física. A partir de: 
𝐹 = 𝑀 . 𝐴 
Onde F será a força resultante aplicada em Newton, m a massa constante do 
corpo e a aceleração em que o corpo está sendo submetida. 
Em casos de velocidades constantes e massas que variam, apresentaremos á 
seguinte formula a partir da expressão: 
𝐹 = 𝑣
𝑑𝑚
𝑑𝑡
= 𝑣𝑚 
A frase apresentada por Newton para representar a segunda lei é: ”A mudança 
de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de 
linha reta na qual aquela força é aplicada.” 
Para compreendermos ainda mais, citaremos uma imagem onde apresentara 
claramente como funciona a segunda lei de Newton. 
 
 
 
 
8 
 
Figura 2: Segunda Lei de Newton 
 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/399148/ 
 
 
2.1.3 Terceira lei de Newton 
 
O princípio da ação e reação diz que a força concebe a interação física entre 
corpos distintos ou partes. Se por momento um corpo B exerce uma força de ação em 
certo sentido e direção sobre um corpo A, o corpo A apresentara a mesma força de 
reação, com a mesma direção, porém em sentido oposto ao corpo B. Para 
curiosidade, quanto menor for á massa de um corpo, maior será sua aceleração. 
A terceira lei de Newton apresenta duas forças, sempre com a mesma 
natureza. Como por exemplo, se um carro de tração traseira está em movimento em 
uma estrada acelerando em valor do atrito, onde a interação entre o pneu do 
automóvel e a estrada, logo, isso também é uma força de atrito onde ocorre uma força 
de reação que traciona o asfalto para trás. 
Forças da natureza sempre irão aparecer em par, e todos pares são conhecidos 
como ação e reação. Essa ação e reação e expressa em física pela interação entre 
dois corpos. Com isso haverá sempre um par de forças para agir com outro objeto e 
9 
 
outra força em cada objeto do par. Podemos afirmar que não a nada solitário na 
natureza, não existira uma força real sem a sua contraparte. 
A frase que Newton expressou e que representa toda essa teoria é: 
“ A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual 
intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro 
são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos.” 
Para que possamos compreender ainda mais essa teoria de ação e reação 
iremos apresentar uma imagem onde concluiremos nossos estudos sobre a teoria, a 
partir da imagem podemos citar que: 
 
Figura 3: Ação e reação 
 
Fonte: https://pt.slideshare.net/crisbassanimedeiros/9-ano-leis-de-newton 
 
Com isso podemos concluir que Newton não só estabeleceu as leis da 
mecânica, como assim também a lei da gravitação universal construiu todo 
embasamento matemático necessário para cálculo diferencial e integral, e não 
podemos esquecer também a lei das interações fundamentais, para que hoje 
pudéssemos a partir dessas leis criarmos foguetes espaciais cada vez mais 
tecnológicos, carros extremamente avançados com freios e motores super potentes e 
até mesmo satélites em orbita, e isso tudo através de suas leis. Podemos dizer que 
https://pt.slideshare.net/crisbassanimedeiros/9-ano-leis-de-newton
10 
 
sim, seria inconcebível ao mundo realizar todo esse grande feito na história da 
humanidade sem a luz do conhecimento sobre as leis criadas pelo grande e imortal 
Isaac Newton. 
3. MATERIAS E MÉTODOS 
 
3.1 Equipamentos usados para a realização do experimento 
 
 Massores e porta cargas aferidos; 
 Trilho de ar; 
 Fotocélulas e cronômetro; 
 Carrinho; 
 Polia; 
 Fio de Nylon; 
 Balança; 
 
3.2 Procedimentos experimentais 
 
Neste experimento, um “colchão de ar” é gerado entre a face inferior do carrinho 
e o trilho, abolindo quase totalmente a força de atrito. O carrinho é colocado no 
disparador do trilho de ar e conectado á extremidade de um fio que passa por uma 
roldana praticamente sem atrito. A outra extremidade deste fio conectada a um porta-
peso, que fica pendente na vertical. Ao desligarmos, a corrente que alimenta o 
eletroímã, disparamos o cronômetro e o carrinho é acelerado pela ação da força peso 
das massas pendentes. O tempo do carrinho é medido, colocando-se o sensor ótico 
na posição desejada. O cronômetro para a contagem no instante em que o carrinho 
passa pelo sensor. 
 
 
 
11 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Usamos o trilho de ar em várias escalas, sendo elas: 0,2m, 0,4m, 0.6m, 0,8m e 0,850m. 
Com o carrinho em movimento gerado pela força peso e a ausência do atrito com o trilho gerado 
pelo ar, calculamos o tempo que o carrinho percorria dentre um sensor e o outro, ou seja, o 
sensor inicial até o sensor final e esse cálculo foi realizado para cada uma das cinco escalas 
mencionadas. 
Os valores da aceleração da gravidade em relação ao A1 se calculava pela formula 
Mb.g/Ma que seria a resultante das forças Mb.g, o peso, que é a força que atua em B puxando 
o porta-peso para baixo. A força que surge no sistema todo é Ma+MB, por isso a soma das duas 
massas quando ele acelera, devido à força peso de B. Obtendo o resultado da aceleração 1, 
incluímos na fórmula A=2.S/t2 para calcular o A2. Correlacionando o A2 com A1, devemos 
conferir todos os resultados calculados no A1 para não obter resultados incoerentes. 
Após os cálculos das medidas que concluímos o registramos seu resultado em uma 
tabela, com esses valores podemos obter um gráfico ascendente o qual foi feito em uma folha 
de papel milimetrado. 
Após os cálculos das medidas que concluímos, podemos obter um gráfico 
ascendente em uma folha de papel milimetrado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Figura 4: Calculo Primeira Parte 
 
Fonte: Própria 
13 
 
Figura 1: Calculo Segunda Parte 
 
Fonte: Própria 
 
Tabela: Calculo de Medidas 
t (s) mB S (m) a (I) a (II) F (N) 
0,35 49,98 0,2 1,511511 3,265306 0,490304 
0,625 39,9314 0,4 1,246223 2,048 0,391727 
0,93 30,017 0,6 0,967314 1,387444 0,294467 
1,326 19,905 0,8 0,663489 0,909982 0,195268 
1,845 9,9209 0,84 0,342303 0,493533 0,097324 
Fonte: Própria 
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 Diagrama: Diagrama F(N) 
 
Fonte: Própria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
F (N)
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5. CONCLUSÕES 
 
Utilizando o trilho de ar para minimizar a força de atrito, conseguimos chegar 
no resultado tempo em que o carrinho leva para atravessar os sensores em diferentes 
posições até o final do trilho, com diferentes pesos afim de mudar sua aceleração. 
Observando no experimento que o carrinho foi acelerado por uma força de tração com 
pesos suspenso pelo fio, sabendo que só há a aceleração do carrinho quando a força 
peso atua com a liberação do carrinho ao desligar a energia magnética que atua como 
imã, onde o carrinho corre sobre o trilho e a tração do fio se encerra com o carrinho 
chegando ao final do trilho e a resultante se tornaria nula, o que pode-se levar o 
carrinho numa situação de movimento retilíneo uniforme, ou seja, uma velocidade 
constante pois não haverá aceleração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. REFERÊNCIAS 
 
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm. Acesso em 
27 de Outubro 
Disponível em: encurtador.com.br/jqHMO. Acesso em 30 de Outubro 
Disponível em: encurtador.com.br/nvTV8. Acesso em 30 de Outubro 
Disponível em https://pt.slideshare.net/fabifabi2/leis-de-newton-1-e-2. Acesso em 25 de 
Outubro 
Disponível em https://slideplayer.com.br/slide/399148/ Acesso em 25 de OutubroDisponível em: https://pt.slideshare.net/crisbassanimedeiros/9-ano-leis-de-newton. Acesso 
em 27 de Outubro 
Disponível em: https://slideplayer.com.br/slide/399148/ Acesso em 27 de Outubro 
Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Newton. Acesso em 27 de Outubro 
 
 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm
https://pt.slideshare.net/fabifabi2/leis-de-newton-1-e-2
https://pt.slideshare.net/crisbassanimedeiros/9-ano-leis-de-newton
https://slideplayer.com.br/slide/399148/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Newton