ROTEIRO 05 - Lançamento Horizontal

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ESCOLA DE ENGENHARIAS E EXATAS 
 
 
 
FÍSICA GERAL: LABORATÓRIO 
 
 
Roteiro 05 
 
 
 
 
 
Lançamento Horizontal 
 
FAM – Física Geral: Laboratório – Roteiro 05 – Lançamento Horizontal – 2022.1 
1. Objetivos do Experimento 
Estudar o movimento em duas dimensões, através do lançamento horizontal e 
compreender a diferença entre resultados teóricos e os resultados experimentais. 
 
2. Materiais Utilizados no Experimento 
• Conjunto HD60 Lançamento Horizontal da Hidro Didática; 
• Esfera Metálica; 
• Trena; 
• Cronômetro. 
 
3. Introdução 
3.1 Lançamento Horizontal de Projéteis 
Quando um corpo é lançado horizontalmente no vácuo, ele descreve, em 
relação ao planeta Terra, uma trajetória do tipo parabólica, semelhante à ilustrada 
na figura 8. Esse movimento pode ser considerado como o resultado da composição 
de dois movimentos simultâneos e independentes: movimento horizontal com 
velocidade constante, em que valem as equações do MRU (Movimento Retilíneo 
Uniforme), e movimento de Queda Livre, em que valem as equações do MRUV 
(Movimento Retilíneo Uniformemente Variado). 
Figura 01 – Representação do Lançamento Horizontal 
 
Fonte: própria, 2022. 
FAM – Física Geral: Laboratório – Roteiro 05 – Lançamento Horizontal – 2022.1 
A Figura 01 ilustra a decomposição dos movimentos, cujas grandezas são 
tratadas como vetoriais, tal que: 
• Direção horizontal – MRU – dessa forma, a velocidade na direção x é 
constante; 
• Direção Vertical – MRUV – Queda Livre – a velocidade do objeto aumenta a 
medida que o objeto se aproxima do solo. 
A partícula, na direção horizontal move-se segundo à função horário do MRU, 
ou seja: 
𝒙 = 𝒙𝟎 + 𝒗𝟎𝒙. 𝒕 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝟎 𝟎𝟏 
Na direção vertical, a função da posição na direção y é dada por: 
𝒚 = 𝒚𝟎 + 𝒗𝟎𝒚. 𝒕 +
𝒈
𝟐
𝒕𝟐 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟐 
Dessa forma, o vetor posição é dado por: 
�⃗� = 𝒙𝒊 + 𝒚𝒋 (𝒗𝒆𝒕𝒐𝒓) 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟑 
O módulo do vetor posição é dado pela Equação 04: 
|�⃗� | = √𝒙𝟐 + 𝒚𝟐 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟒 
De modo análogo, a velocidade do objeto é constante na direção x (horizontal) 
e variável na direção y, ou seja: 
𝒗𝟎𝒙 = 𝒗𝒙 = 𝒄𝒕𝒆 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟓 
𝒗𝒚 = 𝒗𝟎𝒚 + 𝒈. 𝒕 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟔 
A equação 06 representa a função da velocidade da queda livre, lembrando 
que aceleração da gravidade é positiva, pois trata-se de uma queda. Assim, Como no 
Lançamento horizontal 𝒗𝟎𝒚 =0 (no momento do lançamento, há apenas velocidade na 
direção x), temos: 
𝒗𝒚 = 𝒈. 𝒕 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟕 
O módulo do vetor velocidade, devido às componentes horizontal e vertical é 
dado por: 
|�⃗⃗� | = √𝒗𝒙𝟐 + 𝒗𝒚𝟐 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟖 
É importante lembrar que o tempo que o objeto leva para deslocar x é o 
mesmo que o objeto leva para chegar ao solo, ou seja, o tempo é o mesmo em 
ambas as direções (x e y). 
 
 
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4. Procedimento Experimental 
A figura 02 ilustra o conjunto experimental HD60 Lançamento Horizontal, que 
consiste em um base curva de madeira em que a esfera metálica será abandonada 
para ser lançada horizontalmente, a haste metálica graduada e um suporte universal. 
Figura 02 – Aparato experimental 
 
Fonte: própria, 2022. 
1) Nivele a base do suporte universal; 
2) Posicione o equipamento em um ponto da mesa em que seja possível medir 
a distância em que a esfera chegará até à bancada; 
3) Usando uma trena meça a altura em que a esfera será abandonada do 
aparato, lembrando que o ideal é que a medida esteja em metros; 
4) Abandone a esfera do ponto 11 da base curva de madeira, repetindo o 
processo 5 vezes, marcando o ponto em que a esfera chega à bancada, preenchendo 
a Tabela 01. 
Tabela 01 – Dados Experimentais 
Medida Altura y (m) Alcance x (m) Tempo (s) 
1 
 
 
2 
3 
4 
5 
 
6) Calcule a média do alcance, através da Equação 09: 
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�̅� =
∑ 𝒙𝒊
𝒏=𝟓
𝒊=𝟏
𝒏
=
𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 + 𝒙𝟒 + 𝒙𝟓
𝟓
 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟎𝟗 
7) Calcule a média do tempo, através da Equação 10: 
�̅� =
∑ 𝒕𝒊
𝒏=𝟓
𝒊=𝟏
𝒏
=
𝒕𝟏 + 𝒕𝟐 + 𝒕𝟑 + 𝒕𝟒 + 𝒕𝟓
𝟓
 𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 𝟏𝟎 
8) Considerando a posição horizontal inicial nula, ou seja, 𝑥0 = 0, calcule, 
usando a Equação 01, a velocidade inicial horizontal, ou seja, a velocidade inicial com 
que a esfera abandona a base curva de madeira; 
 
𝑣0𝑥 = 𝑣0 = ___________ 𝑚/𝑠 
 
9) Usando e Equação 07 e, considerando a aceleração gravitacional local, 𝑔 =
(9,78 ± 0,03) 𝑚/𝑠2, calcule a velocidade vertical com que a esfera metálica chega à 
bancada. 
 
𝑣𝑦 = __________ 𝑚/𝑠 
 
9) Com o valor da altura (𝑦) e da média do alcance (�̅�), escreva o vetor posição 
para o ponto em que a esfera atinge a bancada, através da Equação 04. 
 
|𝑟 | = _________ 𝑚 
 
10) Através da Equação 08, calcule o valor do vetor velocidade no instante 
imediatamente antes da esfera atingir a bancada. 
 
|𝑣 | = _________ 𝑚/𝑠 
 
 
 
 
 
 
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Escola de Engenharia e Exatas 
Curso: 
Unidade: Turma: Período: 
Experimento: Professor: 
Nome: R.A.: 
Nome: R.A.: 
 
Objetivo (finalidade do experimento): 
 
 
 
 
 
 
 
Procedimento Experimental (descrição do que será realizado): 
1) Preencha a Tabela 01: 
Medida Altura y (m) Alcance x (m) Tempo (s) 
1 
 
 
2 
3 
4 
5 
 
2) Qual o valor da velocidade inicial? 
 
 
 
 
3) Qual o valor do módulo do vetor posição? 
 
 
 
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4) Qual o valor do módulo do vetor velocidade no instante imediatamente antes da 
esfera atingir o solo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5) Quais fatores podem influenciar nos resultados experimentais? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusão (relato do que foi compreendido no experimento):