Template de Relatório de Aulas Práticas - Física Geral e Experimental 1 Aluno Sérgio H T Mello _01196094

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
Sérgio Henrique Teixeira Mello 
Engenharia Mecânica – Uninassau Manaus 
 
Matrícula 
 
01196094 
 
 
Sérgio Henrique Teixeira Mello Assinatura: 
 
 
PRÁTICA 1 – Atrito 
 
Experimento 1.1: 
 
Escolha a simulação de atrito para fazer nossa primeira simulação. No canto superior esquerdo marque as 
opções Força, Soma das Força, Valores, Massas e Velocidade para lhe auxiliar no experimento. Na sequência 
aumente a força aplicada gradativamente. Agora responda às seguintes questões (as respostas devem estar 
no Template de Aulas Práticas): 
 
1) Quais os valores da força de atrito estática máxima e a força de atrito cinética que atua sobre a caixa de 
50 kg? 
 
A força de atrito estática é a aplicada quando na eminência do movimento, no experimento ela foi de 125N 
A força de atrito dinâmica é a que se lê no momento em que resultante de forças é diferente de zero e há 
o movimento uniformemente acelerado, no experimento foi de 94N. 
 
 
 
2) Quais são os coeficientes de atrito estático e cinético da caixa de 50 kg com a superfície? 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 = 𝜇𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 . �⃗⃗⃗� ≈ 𝜇𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 = 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜
𝑚𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 . 𝑔
=
125
50.10
= 0,25 
 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 = 𝜇𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 . �⃗⃗⃗� ≈ 𝜇𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 = 
�⃗�𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜
𝑚𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 . 𝑔
=
94
50.10
≅ 0,19 
 
3) Após acelerar a caixa até a velocidade máxima (40 m/s) determine o tempo e a distância percorrida pela 
caixa até parar. 
 
�⃗�𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝑚. �⃗� ∴ �⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 = 𝑚. �⃗� ≈ �⃗�
= 
�⃗�𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜
𝑚𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎
=
94
50
≅ 1,9
𝑚
𝑠2
 
 
𝑣2 = 𝑣0
2 + 2𝑎Δ𝑠 ∴ Δ𝑠 =
𝑣2 − 𝑣0
2
2𝑎
= 
402
2 . 1,9
=
1600
3,8
≅ 400 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 
 
𝑣 = 𝑣0 + 𝑎t ∴ t =
𝑣 − 𝑣0
𝑎
= 
40
1,9
≅ 20 𝑠 
 
 
 
 
 
 
?
Dt = ?
40
 
 
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4) Construa o gráfico da força de atrito em função da força aplicada. 
 
 
 
Experimento 1.2: 
 
Agora coloque a criança, de 40 kg, sobre a caixa, repita o experimento acima e responda: 
 
1) Qual é a nova força de atrito estática máxima? 
A força de atrito estática é a aplicada quando na eminência do movimento, no experimento adicionando 
a massa da garotinha ela foi de 225N 
 
 
2) Qual é a nova força de atrito cinético? 
A força de atrito dinâmica (cinético) considerando a massa da menina adicionada se lê no momento 
em que resultante de forças é diferente de zero e há o movimento uniformemente acelerado, no 
experimento foi de 169N. 
 
 
3) Quais os valores dos coeficientes de atrito estáticos e cinéticos da caixa nessa nova situação? 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 = 𝜇𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 . �⃗⃗⃗� ≈ 𝜇𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜 = 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑒𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜
(𝑚𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 + 𝑚𝑚𝑒𝑛𝑖𝑛𝑎). 𝑔
=
225
90.10
= 0,25 
�⃗�𝑎𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜 𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 = 𝜇𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 . �⃗⃗⃗� ≈ 𝜇𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 = 
�⃗�𝑑𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜
(𝑚𝑐𝑎𝑖𝑥𝑎 + 𝑚𝑚𝑒𝑛𝑖𝑛𝑎). 𝑔
=
169
90.10
≅ 0,19 
 
Força de 
atrito (N)
Força 
Aplicada 
(N)
0 0
25 25
50 50
75 75
100 100
125 125
94 150
94 175
94 200
y = 0,4807x + 24,933
R² = 0,6705
0
20
40
60
80
100
120
140
0 50 100 150 200 250
Fo
rç
a
 d
e 
a
tr
it
o
 e
m
 (
N
)
Força Aplicada em (N)
Força de atrito x Força Aplicada 
 
 
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4) Os resultados encontrados nos itens a, b e c estavam de acordo com suas expectativas? Justifique 
sua resposta. 
 
 Sim, estavam. Os coeficientes de atrito são valores adimensionais e que são obtidos através de grandezas 
diretamente proporcionais, quanto maior a massa, maior será a força peso e a sua força normal, porém o 
coeficiente de atrito depende da natureza dos sólidos em contato. 
 
PRÁTICA 2 – Lançamento de Projétil (Lab) 
 
Experimento 2.1: Lançamento horizontal 
 
No simulador de movimento de projétil escolha a opção LAB. Eleve o canhão a altura de 7,5 m, mantenha o 
canhão orientado com a horizontal (Ɵ=0°) e faça dois lançamentos, um com a velocidade inicial de 30 m/s e o 
outro com velocidade de 15 m/s. Responda as seguintes questões: 
 
1) O tempo de queda de um é o dobro do tempo de queda do outro? A resposta está de acordo com sua 
expectativa? Obs: o simulador não gradua o canhão para a altura de 7,5 metros, sua escala é 1 metro, as simulações de 
lançamento foram realizadas com a altura de 7 metros. 
Não, os tempos de queda são iguais pois o eixo y é um movimento de queda livre com aceleração constante 
de 9,8 m/s² desprezando-se obviamente a resistência do ar. 
 
2) O alcance horizontal de um é o dobro do outro? Como você explica esse resultado? 
 
Sim, o momento no eixo X é uniforme com velocidade constante : s(x)= v. t , desta forma a grandeza 
velocidade varia diretamente proporcional. 
 
 
 
3) Qual será o alcance do projetil se a velocidade de 40 m/s? 
Obs: o simulador não gradua o canhão para a altura de 7,5 metros, sua escala é 1 metro, as simulações de lançamento foram 
realizadas com a altura de 7 metros. 
 
No eixo y: Δℎ = −
𝑔.𝑡2
2
 ≈ 7 = 5𝑡2 ∴ 𝑡 = √
7
5
 ≅ 1,2 𝑠 
 No eixo x : x (𝑠) = 𝑣. 𝑡 = 40 . 1,2 ≅ 48 𝑚 
 
 
4) Qual deve ser a velocidade de lançamento para que o alcance horizontal da bola seja de 30 m? 
 
 No eixo x : x (𝑠) = 𝑣. 𝑡 ∴ 𝑣 =
𝑠
𝑡
= 
30
1,2
= 25 𝑚/𝑠 
 
 
 
17,7 m
35,4
T queda + 1,2 s aproximadamente
 
 
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Experimento 2.2: Lançamento Oblíquo 
 
No simulador de movimento de projétil escolha a opção LAB. Deixe o canhão alinhando com o solo, altura do 
eixo igual a zero. Responda as seguintes questões: 
 
1) Qual é o ângulo que tonar o alcance horizontal da bola máximo? 
45º 
2) Alterando a massa da bola o alcance horizontal da bola é alterado? Como você explica esse resultado? 
Não, o lançamento máximo é um movimento uniforme em sua componente do eixo x e nenhuma das 
suas variáveis depende da massa do corpo lançado obliquamente. 
 
3) Qual é o alcance horizontal máximo da bola se a velocidade de lançamento for de 18 m/s? 
Considerando 45º com ângulo de maior alcance, segue: 
 
A = 
𝑣2. 𝑠𝑒𝑛2𝜃
𝑔
∴ 𝐴 =
182. 𝑠𝑒𝑛 90°
10
= 
324
10
= 32,4 𝑚 
 
 
 
4) Se consideramos a resistência do ar qual será o alcance da bola para uma velocidade inicial de 18 m/s? 
Aumente o diâmetro da bola em dez vezes e mantendo a resistência do ar, qual o novo alcance da bola? 
O novo alcance está de acordo com sua expectativa? 
Considerando o coeficiente de arrasto da espera (Cx) igual 0,47 
 
O alcance da bola foi de aproximadamente 27 metros. 
 
Alterando o diâmetro da bola em 10 x o alcance foi de apenas 6 metros aproximadamente, sim, a resistência de 
ar varia em função de alguns fatores e entre eles a ÁREA DA SEÇÃO TRANSVERSAL do corpo, desta forma 
quanto maior o diâmetro da espera maior o ser arrasto aerodinâmico e maior a sua resistência: 
 
 
 
 
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PRÁTICA 3 – Energia na Pista de Skate 
 
 
Experimento 3.1: Loop 
 
No simulador de energia na pista de Skate escolha a opção Parque. Crie uma pista de skate com um loop de 
raio 2 m. Escolha a opção “mostrar grade” para auxiliar na construção da pista. É importante que você selecionea opção que não mantém o skatista preso a pista, ver figura. Responda as seguintes questões: 
 
 
1) Zerando o atrito, qual é altura mínima que a rampa deve ter para que o skatista, saindo do repouso, 
consiga fazer o loop de raio 2 m? 
 
Mínimo 5 metros 
 
 
2) Se aumentarmos ou diminuirmos a massa do skatista a altura mínima para o skatista fazer o loop mudará? 
A resposta está de acordo com sua expectativa? 
 
Não, ocorre que no ponto mais alto as forças PESO e Força centrípeta são iguais e em igualdade a massa é 
anulada e não infere no resultado. 
 
3) Se adicionar o atrito ao nosso experimento, no valor médio, qual será a altura mínima para o skatista 
fazer o loop? 
6 metros 
 
4) Determine a altura mínima que uma pista de skate deve ter para que um skatista, saindo do repouso, 
consiga completar um loop de raio 3 m, desprezando o atrito? 
 6 metros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PRÁTICA 4 – Constante elástica da mola 
 
Experimento 4.1: Determinando a constante elástica de uma mola e da associação de molas em série e em 
paralelo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parte experimental 
 
Objetivos 
• Determinar a constante elástica de uma mola 
• Determinar a constante elástica de uma combinação de molas 
 
Material utilizado 
• Duas molas, objetos de massa diferentes, suporte e régua milimetrada. 
Observação: As molas precisam ser de mesmo material e mesmo tamanho. 
 
 
 
(área reservada para inclusão das fotos do experimento. Lembre-se, você deve aparecer nas fotos) 
 
 
Para execução do experimento foi utilizado uma garrafa onde adicionei quantidades especificas de água e medido o deformação elástica 
da mola com uma escala. 
 
 
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Procedimentos 
O experimento consiste em aplicar várias forças – pesos – a mola vertical e mediar as deformações 
produzidas, ver Fig. 1. 
 
 
 
 
• Suspenda uma das molas e pendure um suporte para os objetos em sua extremidade livre. Escolha 
um ponto de referência no suporte no suporte e leia a posição dele na régua – este será o 
alongamento zero, ou seja, será desprezado o alongamento produzido. 
• Obtenha um conjunto de alongamento x, aplicando forças F diferentes à mola, ou seja, colocando 
quantidades diferentes de objetos no suporte. Registre suas observações numa tabela. 
• Retire todos os pesos que você colocou; certifique-se que a mola voltou à sua posição inicial, ou 
seja, a deformação foi elástica e a mola não sofreu uma deformação permanente. 
• Agora pendure a segunda mola em série e repita os mesmos procedimentos com este novo 
arranjo. 
• Associe, a seguir, as duas molas em paralelo, isto é, uma ao lado da outra, e refaça as leituras 
como nas situações anteriores. 
• Faça os gráficos 𝐹 versus 𝑥 para a primeira mola e para cada uma das duas combinações, em 
série e em paralelo. Pode-se observar que existe uma relação linear ente 𝐹 e 𝑥 : 
𝐹 = 𝐴 + 𝐵𝑥 
em que A e B são coeficientes que definem a reta específica para cada situação. 
 
 
 
Fig. 1: Deformação da mola por uma força peso P = mg. (a) Sistema com uma única mola, (b) 
sistema com duas molas em série e (c) sistema com duas molas em paralelo. 
 
 
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• Por meio do processo de regressão linear, determine, para cada uma das montagens, a inclinação 
da reta correspondente e indique a grandeza física a ela relacionada. 
A tangente destas retas é o valor correspondente da constante k 
 
 
• Escreva o valor da constante elástica, para cada uma das situações. A partir do modelo físico 
utilizado, o valor da constante A deve ser zero no presente caso. Verifique o valor encontrado e 
explique o resultado. 
A Lei de Hooke é uma lei da física que determina a deformação sofrida por um corpo elástico 
através de uma força, a teoria afirma que a distensão de um objeto elástico é diretamente 
proporcional à força aplicada sobre ele. 
Em equilíbrio: F= k. Dx ~ P = k.Dx 
 
Provas 
(garrafa)
Peso/Força 
(N)
Deformação X 
(m)
k= F/X
Peso/Força 
(N)
Deformação X 
(m)
k= F/X
Peso/Força 
(N)
Deformação X 
(m)
k= F/X
1 0,30 0,02 17,65 0,30 0,03 8,82 0,30 0,01 30,00
2 0,50 0,03 16,67 0,50 0,06 8,33 0,50 0,02 25,00
3 0,75 0,05 16,67 0,75 0,08 9,38 0,75 0,02 37,50
4 1,40 0,08 18,67 1,40 0,14 10,00 1,40 0,04 35,00
5 1,75 0,10 17,50 1,75 0,20 8,75 1,75 0,05 35,00
Constante k Constante k Constante k
Maior 18,67 Maior 10,00 Maior 37,50
Menor 16,67 Menor 8,33 Menor 25,00
Média 17,43 Média 9,06 Média 32,50
Desvio padrão 0,83 Desvio padrão 0,64 Desvio padrão 5,00
Mola única Mola em série Mola em paralelo
 
 
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• Justifique por que, na associação em série, o conjunto ficou “mais macio” do que a mola 
individualmente e, na associação em paralelo, ficou “mais duro”. 
Para modelos onde existem molas em séries, a força será distribuída por igual no conjunto, F 1 = F 
2 = Feq e o deslocamento total da garrafa será a soma dos deslocamentos de cada mola. 
 
No caso da associação em paralelo, teremos: 
 
Essa soma linear explica a mola mais “dura” 
 
PRÁTICA 5 – Plano inclinado 
 
Experimento 5.1: Determinação do coeficiente de atrito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parte experimental 
 
Objetivo 
• Determinar o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies. 
• Analisar a dependência do coeficiente de atrito estático com a rugosidade, com a área de uma 
superfície e com a com a força normal a ela 
Material utilizado 
Uma régua, uma caixa de fósforo, um bloco de madeira, massa de modelar, areia e um transferidor. 
(área reservada para inclusão das fotos do experimento. Lembre-se, você deve aparecer nas fotos) 
 
Foi utilizado uma caixa de palito de dentes com as dimensões 80 x 25 x 25 mm 
 
 
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Procedimentos 
• Coloque a caixa de fósforo, com o lado sem o fósforo vermelho, sobre a régua. Em seguida, 
incline a régua, até a caixa está na iminência de entrar em movimento. Use a parede e a massa 
de modelar para fixar a régua na posição desejada, ver figura 
Meça o valor do ângulo de inclinação e determine o coeficiente de atrito estático entre a superfície do 
bloco e a da régua. Repita o procedimento várias vezes para obter um valor médio. 
 
 
• Repita o mesmo procedimento utilizando o lado da caixa de fósforo que contém o fósforo 
vermelho apoiado sobre a régua e determine o valor do coeficiente de atrito estático entre a régua 
e a superfície com o fósforo vermelho. Verifique se os valores obtidos, comparativamente, 
correspondem a sua expectativa. 
Foi utilizado um caixa de palito de dentes / Massa de 80g = 
0,8N 
N = P . Cos α. = >N = 0,8 . Cos 24,4° ==> N = 0,728 N 
Fₑ = P . Sen αFₑ = 0,8 . Sen 24,4 ==> Fₑ = 0,330 N 
 
 μc = Tg α 24,4º = 0,453 
 
Fₑ = μe . N = 0,330 = μe . 0,521 ==> μe = 0,330/0,728 ==> μe = 0,45 
Provas 
(caixa 
palitos)
Ângulo encontrado 
1 24,00
2 25,00
3 24,00
4 24,00
5 25,00Média 24,40
 
 
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Em seguida, analise a influência da área de contato sobre a força de atrito. Para isso, determine o 
coeficiente de atrito da régua e cada face de diferente área do bloco. Verifique se o resultado é compatível 
com a teoria desenvolvida em sala de aula. 
A força de atrito dinâmico independe da velocidade com o que o corpo desliza sobre a superfície e 
independe da área de contato entre o corpo e a superfície. 
 
Agora, analise a dependência do coeficiente de atrito estático com a força normal à superfície. Para 
variar essa força, coloque, gradativamente areia dentro da caixa de fósforo. Verifique se os resultados 
encontrados correspondem as suas expectativas. 
Os coeficientes de atrito são valores adimensionais e que são obtidos através de grandezas diretamente 
proporcionais, quanto maior a massa, maior será a força peso e a sua força normal, porém o coeficiente de atrito 
depende da natureza dos sólidos em contato