relatório forças impulsivas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
TURMA PT5
RELATÓRIO 5 – FORÇAS IMPULSIVAS
Física experimental básica: Mecânica
BELO HORIZONTE
23/06/2022
RESULTADOS 
O experimento sobre forças impulsivas é um experimento que analisa forças
resultantes sobre um objeto onde essas forças variam com o tempo, e essa variação pode ocorrer em um intervalo bastante curto de tempo. 
Temos pela Segunda Lei de Newton que:
 .
Isso significa que quando uma força resultante atua em uma partícula, o seu momentum é alterado. 
A variação do momentum é dada pela equação:
 ∆p = pf − pi = 
Assim, temos que a integral do membro esquerdo da equação caracteriza o vetor impulso I de uma força F. Então, o impulso de uma força que atua sobre a partícula é igual a variação do momentum da partícula, e isso é chamado de Teorema do impulso-momentum.
Além disso, a variação do momentum pode ser dada pela seguinte relação: (impulso).
Já que o experimento consiste em medir a variação da tensão em um fio quando ele é esticado bruscamente durante um curto intervalo de tempo, faremos o seguinte passo-a-passo: 
Começando com o fio de nylon, verificando se o sensor estava zerado.
Logo após, prendemos um objeto na extremidade do fio de nylon
e a outra extremidade no sensor.
Depois elevamos o objeto a uma altura de quase 20 cm em relação à posição inicial, e ao iniciarmos a aquisição de dados percebemos que a tensão do fio era nula, então soltamos o objeto e obtivemos o gráfico em tempo real da tensão do fio em função do tempo.
Como estamos interessados apenas no primeiro pico, selecionamos esse pico, e obtemos o gráfico para o fio de nylon.
Fizemos o mesmo com o fio de algodão e obtivemos o seguinte gráfico com os respectivos dados:
No instante que temos a tensão igual a zero, o corpo, de peso P1 que está preso a extremidade da corda (nylon e algodão) cai em queda livre devido a força gravitacional. Assim, podemos encontrar a velocidade inicial mediante a conservação de energia pela seguinte relação:
Temos que , m = (46,55 ± 0,05) g, h = (20,0 ± 0,5)cm e transformando para adequação ao Sistema Internacional (SI), temos:
 e .
Substituindo esses dados na fórmula temos:
E para a incerteza teremos: 
 
Então vi= (1,98 +/- 0,01) m/s.
Agora calcularemos a força peso.
Então: 
Observando o gráfico, tivemos que a área da Tensão no tempo para o fio de
Nylon foi de -0,5984 N/s e a do fio de Algodão de -0,7339 N/s.
Temos que a velocidade final pode ser encontrada da seguinte forma:
Temos para o nylon:
E para o algodão:
Agora calcularemos a incerteza de ambos pela fórmula:
Para o nylon: 
Para o algodão: 
Assim, temos os seguintes valores de velocidade final para o Nylon e para
o Algodão:
Agora, com os valores encontrados e os valores obtidos no experimento
podemos calcular a perda percentual de energia para os dois fios, vejamos a seguir:
Nylon: 
Algodão: 
DISCUSSÃO
Por fim, tivemos uma perda percentual de energia para o Nylon de 31,13%
e para o Algodão de 49,43% o que está de acordo com suas velocidades finais, o fio que teve uma velocidade final menor, no caso o fio de algodão, perdeu
mais energia, e o de nylon menos energia. 
Temos também que a tensão máxima no fio de algodão foi maior do que a do fio de Nylon e o tempo de interação com o objeto do fio de algodão é menor que com o do fio de Nylon.
Essas diferenças acontecem devido as diferenças entre as variações do momento do objeto em cada caso e como no segundo caso, o do fio de algodão, a força de tensão tem uma amplitude bem maior, mas age em um intervalo de tempo menor, já para o caso do Nylon, a
amplitude da força é menor, mas age em um intervalo de tempo maior, e isso
é o que explica o formato das duas curvas para os casos. 
Como o fio de algodão é mais elástico, ele consegue absorver mais energia ao se comparar com o fio de Nylon.