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Engenharia Mecânica 1° Semestre Marcos Fabricio Araújo Silva CRÍTICA ANÁLITICA DOS RESULTADOS DE ENSAIO EM LABORATORIO Plano inclinado e Queda livre Lauro de Freitas - Bahia 2021 Marcos Fabricio Araújo Silva CRÍTICA ANÁLITICA DOS RESULTADOS DE ENSAIO EM LABORATORIO Plano inclinado e Queda livre Trabalho de análise de resultados obtidos no ensaio em laboratório referente as atividades de aulas práticas de MRUV, no plano inclinado e queda livre, apresentado como requisito parcial para a obtenção de média bimestral na disciplina de ......... Orientador: Ane Conceição Lauro de Freitas - Bahia 2021 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................Erro! Indicador não definido. 2 OBJETIVOS ..........................................................Erro! Indicador não definido. 3 MATERIAIS UTILIZADOS ....................................Erro! Indicador não definido. 4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ................Erro! Indicador não definido. 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES PLANO INCLINADOErro! Indicador não definido. 5.1 RESULTADOS E DISCUSSÕES QUEDA LIVREErro! Indicador não definido. 6 CONCLUSÕES .....................................................Erro! Indicador não definido. REFERÊNCIAS ........................................................Erro! Indicador não definido. APÊNDICES ............................................................Erro! Indicador não definido. APÊNDICE A – Instrumento de pesquisa utilizado na coleta de dados ....... Erro! Indicador não definido. ANEXOS ..................................................................Erro! Indicador não definido. ANEXO A – Título do anexo ................................. Erro! Indicador não definido. 1 INTRODUÇÃO Relatório de amostra da análise crítica dos resultados obtidos através de ensaio em laboratório do MRUV, apresentado no plano inclinado e Queda livre, com as representações gráficas e análises contextuais do aluno. 2 OBJETIVOS Realizar a contextualização dos resultados de forma clara e objetiva a demonstrar o entendimento das análises que foram obtidas através dos experimentos em laboratório do MRUV através da explanação dos ensaios e aplicação de forma clara na cinemática da Física Geral e Experimental. 3 MATERIAIS UTILIZADOS Para experimento plano inclinado: Laboratório virtual, contendo: Plano inclinado Transferidor Nível Bolha Cronometro Bancada Entradas Sensores Carrinho Graduado Fonte de alimentação Alimentação elétrica Para experimento queda livre: Bancada Cesto Plano vertical Cronometro Eletroímã Esferas calibradas Fonte de alimentação Alimentação elétrica 4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAL Plano Inclinado Este experimento teve como principais atividades as seguintes etapas, Identificação do cenário e todos os seus componentes, compreendendo a Identificação do plano inclinado, em bancada e todos os seus componentes, para o plano inclinado o experimento consiste em, Instalação do Fuso, Nível bolha, imã, carrinho, após os mesmos , nivelamento da bancada com nível bolha, ajuste da angulação do plano inclinado,(10° e 20°), ajuste do sensor, após essas etapas, instalação do cronometro, instalação de alimentação elétrica, instalação dos conectores nos devidos pontos, ligar o cronometro, parametrização de idioma, e leitura de 10 pontos, liberação para início do experimento. Dado o início do experimento com a remoção do imã aguardamos finalização do percurso do carrinho e leitura do sensor, após isso leitura no cronometro do resultado obtido e inserção em planilha pré-configurada para recebimento dos resultados. Queda Livre Esfera 12mm Este experimento teve como principais atividades as seguintes etapas, Identificação do cenário e todos os seus componentes, compreendendo a Identificação do plano queda livre, em bancada e todos os seus componentes, para o plano queda livre o experimento consiste na, Instalação do cronometro, instalação de alimentação elétrica, instalação dos conectores nos devidos pontos, ligar o cronometro, ligar o eletroímã e posicionamento da esfera, para energização do imã e liberação para início do experimento. Dado o início do experimento com a identificação do diâmetro da esfera e instalação da mesma no plano, posicionamento do sensor na medida selecionada somando o diâmetro da esfera, desligamento do eletroímã, aguardamos a queda livra da esfera aguardamos finalização do percurso da esfera ate o cesto e anotamos o resultado em planilha pré-ajustada para receber os valores, o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 112mm na escala graduada, depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 212mm na escala graduada, depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 312mm na escala graduada depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 412mm na escala graduada depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 512mm na escala graduada a cada queda na medida selecionada do sensor deve-se efetuar a leitura do sensor, após isso leitura no cronometro dos resultado obtidos e inserção em planilha pré- configurada para recebimento dos resultados. Esfera 24mm Na sequência dado o início do experimento com a identificação do diâmetro da esfera e instalação da mesma no plano, posicionamento do sensor na medida selecionada somando o diâmetro da esfera, desligamento do eletroímã, aguardamos a queda livra da esfera aguardamos finalização do percurso da esfera ate o cesto e anotamos o resultado em planilha pré-ajustada para receber os valores, o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 124mm na escala graduada, depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 224mm na escala graduada, depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 324mm na escala graduada depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 424mm na escala graduada depois o mesmo movimento deverá ser repetido 3 vezes, numa medida de 524mm na escala graduada, a cada queda na medida selecionada do sensor deve-se efetuar a leitura do sensor, após isso leitura no cronometro dos resultado obtidos e inserção em planilha pré- configurada para recebimento dos resultados. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Gráfico s x t (10º) 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO Plano inclinado com angulação de 10° Resultado obtido em amostra de tabela no primeiro experimento no plano inclinado com angulação de 10º, observa-se um movimento retilíneo uniformemente variado com velocidade e tempo variáveis num percurso de mesmo espaço percorrido. Representação gráfica do experimento com amostragem do espaço x tempo na angulação de 10° do plano inclinado, embora a variação seja bem pequena ao longo dos 10 pontos medidos podemos perceber uma acedente com variações especialmente longas nas primeiras medições do eixo x+ y +, mais quase proporcionais ao fim do percurso. Marcação S (m) t (s) V = s/t t² (s) Intervalo ∆S ∆t Vm = ∆S/∆t 0 0 0 0 0 0 a 2 0,036 0,0551 0,653357532 1 0,018 0,0283 0,6360424 0,000801 2 a 4 0,036 0,0491 0,733197556 2 0,036 0,0551 0,65335753 0,003036 4 a 6 0,036 0,0456 0,789473684 3 0,054 0,0803 0,67247821 0,006448 6 a 8 0,036 0,046 0,782608696 4 0,072 0,1042 0,69097889 0,010858 8 a 10 0,036 0,0364 0,989010989 5 0,09 0,128 0,703125 0,016384 6 0,108 0,1498 0,72096128 0,02244 7 0,126 0,17570,71713147 0,03087 8 0,144 0,1958 0,73544433 0,038338 9 0,162 0,2152 0,7527881 0,046311 10 0,18 0,2322 0,7751938 0,053917 Angulação: 10° PRÁTICA 01 - MRUV (PLANO INCLINADO) AVALIANDO RESULTADOS 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Gráfico s x t² (10°) Marcação S (m) t (s) V = s/t t² (s) Intervalo ∆S ∆t Vm = ∆S/∆t 0 0 0 0 0 0 a 2 0,036 0,0379 0,949868074 1 0,018 0,0212 0,8490566 0,000449 2 a 4 0,036 0,0335 1,074626866 2 0,036 0,0379 0,94986807 0,001436 4 a 6 0,036 0,0289 1,24567474 3 0,054 0,0517 1,04448743 0,002673 6 a 8 0,036 0,0351 1,025641026 4 0,072 0,0714 1,00840336 0,005098 8 a 10 0,036 0,0172 2,093023256 5 0,09 0,0861 1,04529617 0,007413 6 0,108 0,1003 1,07676969 0,01006 7 0,126 0,1141 1,10429448 0,013019 8 0,144 0,1354 1,06351551 0,018333 9 0,162 0,1483 1,09238031 0,021993 10 0,18 0,1526 1,17955439 0,023287 AVALIANDO RESULTADOS Angulação: 20° PRÁTICA 01 - MRUV (PLANO INCLINADO) Representação gráfica do experimento com amostragem do espaço x tempo ² na angulação de 10° do plano inclinado, nesse caso foi percebido que nas primeiras medições de velocidade do projetil (Carrinho), embora o espaços fossem os mesmo o tempo foi especialmente reduzido nas primeiras medições porem espaçadas quase que por igual após esses espaços inicias verifica-se que dos 10 pontos medidos podemos perceber uma acedente com variações especialmente curtas nas primeiras medições do eixo x+ y +, porem mais espaçadas porem bem parecidas e quase proporcionais ao fim do percurso. Plano inclinado com angulação de 20° Resultado obtido em amostra de tabela obtido no experimento no plano inclinado com angulação de 20º, observa-se um movimento retilíneo uniformemente variado com velocidade e tempo variáveis num percurso de mesmo espaço percorrido, porém para o caso do movimento na angulação de 20° observei que as divergências em todas as 9 primeiras são muito próximas. Representação gráfica do experimento com amostragem do espaço x tempo na angulação de 20° do plano inclinado, embora a variação seja bem pequena ao longo dos 20 pontos medidos podemos perceber uma acedente com variações de tempo e velocidade quase imperceptíveis nas primeiras medições do eixo x+ y +, mais com um leve diminuição ao fim do percurso. Representação gráfica do experimento com amostragem do espaço x tempo ² na angulação de 20° do plano inclinado, nesse caso foi percebido que nas primeiras medições de velocidade de tempo e velocidades bem parecidas nas primeiras medições do projetil (Carrinho), o tempo manteve-se bem parecidos com medições porem espaçadas igualmente durante quase todo o percurso mais verifica-se que dos 10 pontos medidos podemos perceber uma acedente com variações quase imperceptíveis nas primeiras medições do eixo x+ y +, mais com variações e até quase igualitárias ao fim dos percurso. 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0 2 4 6 8 10 12 Gráfico s x t (20º) 5.1 RESULTADOS E DISCUSSÃO Plano Queda livre Esfera 12mm Resultado obtido em amostra de tabela no primeiro experimento de queda livre com utilização dos equipamentos já alistados acima, porém com a observância do diâmetro da esfera de 12mm, verifiquei que apenas o tempo inicial teve um maior que nas demais medições, mais que em todas as medições de espaço o tempo ficou com medições iguais com diferenças mínima, conforme média dos tempos nos intervalos e média das médias. os valores são bem próximos dos valores encontrados, assim percebo que apenas após o deslocamento inicial que teve um tempo maior em relação ao mesmo esaço os outros tempos em cada medição de espaço com a mesma esfera manteve-se quase no mesmo instante. PRÁTICA 02 - QUEDA LIVRE AVALIANDO RESULTADOS ESFERA MENOR DIÂM. DA ESFERA (M) POS. SENSOR (M) T1 (s) T2 (s) T3 (s) Tmédio (s) T² (s) g (m/s²) V (m/s) 0,012 0,112 0,1412015 0,1416758 0,1416272 0,141502 0,020023 11,18732 1,583022 0,012 0,212 0,2018169 0,2018622 0,2018961 0,201858 0,040747 10,40572 2,100482 0,012 0,312 0,2466247 0,2472941 0,2422553 0,245391 0,060217 10,36254 2,542877 0,012 0,412 0,2855853 0,2851432 0,2851432 0,285291 0,081391 10,12401 2,888283 0,012 0,512 0,3191532 0,3191159 0,3191412 0,319137 0,101848 10,05417 3,208656 Representação gráfica dos tempos médios percebemos uma ascendente nesse caso no eixo x- e y- apresentados aqui invertidos, vi que gráfico de tempo médio em alguns momentos o tempo chega a diminuir porem após a terceira medição onde a os tempos sofrem variações bem próximas após a primeira medição do t0 DIÂM. DA ESFERA (M) POS. SENSOR (M) T1 (s) T2 (s) T3 (s) Tmédio (s) T² (s) g (m/s²) V (m/s) 0,024 0,124 0,1421992 0,142055 0,1420811 0,142112 0,020196 12,27981 1,745105 0,024 0,224 0,2012496 0,2016931 0,2012022 0,201382 0,040555 11,04685 2,224632 0,024 0,324 0,2422278 0,2471222 0,2421953 0,243848 0,059462 10,89771 2,657388 0,024 0,424 0,2855389 0,2855821 0,2855696 0,285564 0,081547 10,39897 2,969567 0,024 0,524 0,3193443 0,3194318 0,3194124 0,319396 0,102014 10,27311 3,281192 ESFERA MAIOR Plano Queda livre Esfera 24mm Resultado obtido em amostra de tabela no primeiro de queda livre com utilização dos equipamentos já alistados acima, porém com a observância do diâmetro da esfera de 24mm, observei que apenas o tempo inicial também teve um valor maior que nas demais medições, mais que em todas as medições de espaço o tempo ficou com medições iguais com diferenças mínima, conforme média dos tempos nos intervalos e média das médias. os valores são bem próximos dos valores encontrados, assim percebo que apenas após o deslocamento inicial que teve um tempo menor os outros tempos em cada medição de espaço com a mesma esfera manteve-se quase no mesmo instante. Representação gráfica dos tempos médios percebemos uma ascendente nesse caso no eixo x- e y- apresentados aqui invertidos, vi que gráfico de tempo médio em alguns momentos o tempo chega a diminuir porem após a terceira medição onde a os tempos sofrem variações bem próximas após a primeira medição do t0, no gráfico tempo² os tempos iniciais ficam mais aproximados nas primeiras medições o que indica que após as medições iniciais o tempo tende a ficar um pouco maior 6 CONCLUSÃO Plano inclinado. Observei que no experimento do plano inclinado com uma angulação de 10° o projetil (Carrinho) teve um deslocamento positivo com uma aceleração constante uniformemente variada, porém com velocidade constante em relação ao mesmo tempo, o mesmo comportamento com a angulação de 20° porém com uma aceleração maior intervalo de tempo menor, o que entendo ser por conta do empuxo da resultante por conta do eixo ser maior. Assim maior angulação resultante maior, velocidade maior, tempo menor Queda livre. Experimento de queda livre foi especialmente interessante por conta da observação da diferença da aceleração dos corpos em relação a massa, visto termos desprezado a resistência do ar, observada a uma aceleração acentuada, observei que aumentando a esfera temos uma maior aceleração por consequência uma diminuição do tempo no mesmo espaço percorrido
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