MEUS TRABALHOS FISICO QUIMICA

Prévia do material em texto

CARLA CAROLINI CARVALHO 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA FISICA GERAL 
 
 
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO 
MRUV; 
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA; 
LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES; 
CALORIMETRIA; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Votorantim 
2022 
 
2 
 
2 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ............................................................................ 3 
METODOLOGIA .......................................................................... 4 
MOVIMENTO RETILINIO UNIFORMEMENTE VARIADO .......... 5 
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ....................... 10 
LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISOES .........................12 
CALORIMETRIA ..........................................................................14 
CONCLUSÃO ............................................................................. 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
3 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 Nenhuma matéria causa tanto medo nos estudantes quanto a Física, 
que é cheia de fórmulas e teorias. Com ela é possível aprender um pouco mais 
sobre energia, variedade, força entre outros. Além disso, essa disciplina é uma 
ciência experimental e teórica que se utiliza da investigação de modelos 
matemáticos baseados em um conjunto de dados experimentais ou em 
princípios físicos fundamentais. 
 Entre as áreas da física em geral temos a que estuda o Movimento 
Retilíneo Uniformemente Variado, que na física este movimento nada mais é 
do que a variação que um corpo tem em relação a um referencial em um 
espaço de tempo. 
 Temos a que estuda o princípio de conservação de energia que se 
refere a algo que não muda, ou seja, significa que a variável de uma equação 
que representa uma grandeza conservativa é constante ao longo do tempo, a 
variável tem o mento valor antes e depois de um determinado evento. 
Veremos ao decorrer deste trabalho um pouco mais de cada área da física em 
geral, podendo aprender também um pouco sobre calorimetria (trocas de calor) 
e lançamentos horizontais e colisões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
4 
 
2 METODOLOGIA 
 
Aula prática de realização de medidas de massa e volume de líquidos, e 
preparação e diluição de soluções, utilizando o laboratório químico em meio a 
plataforma da ALGETEC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
5 
 
MOVIMENTO RETILINIO UNIFORMEMENTE VARIADO - MRUV 
 Nesse experimento vamos aprender como ocorre o processo MRUV 
(Movimento Retilíneo uniformemente variado). 
Materiais necessários: 
• Plano inclinado; 
• Sensor fotoelétrico; 
• Multi cronômetro e temporizador. 
Durante o experimento de movimento retilíneo variado, de um carro de 
quatro rodas descendo em um plano inclinado 10° sob ação gravitacional 
podemos fazer as seguintes observações: 
 
IN S(mm) S(m) T(s) T²(s²) 
- 0 mm 0,0000 0 0,00000 
 1 18 mm 0,0180 0.4946001 0,244629259 
2 36 mm 0,0360 1.033 1,067089 
3 54 mm 0,0540 1.6154 2,60951716 
4 72 mm 0,0720 2.0132 4,05297424 
5 90 mm 0,0900 2.6256001 6,89377589 
6 108 mm 0,1080 3.2333 10,4542289 
7 126 mm 0,1260 3.781 14,295961 
8 144 mm 0,1440 4.2738 18,2653664 
9 162 mm 0,1620 4.8616001 23,6351555 
10 180 mm 0,1800 5.424 29,419776 
 
A função representada pelo gráfico a seguir nos mostra a partir da sua 
posição inicial, a nova posição com a movimentação do objeto em relação ao 
tempo, sendo assim medida a velocidade no instante T. O coeficiente angular 
representa a distância em relação ao seu ponto de partida. indicando o quanto 
6 
 
6 
 
a reta está inclinada em relação ao eixo das abscissas (eixo x) em um sistema 
de coordenadas. 
 
 
 
A função representada no gráfico a seguir é uma função de 2° em T que 
nos mostra a posição do objeto próximo do T inicial. O coeficiente angular do 
gráfico nos mostra o início do movimento e da aceleração do objeto. 
 
18
36
54
72
90
108
126
144
162
180
S 
(m
m
)
Tempo T
Movimento retilínio de um carro de 4 
rodas
Espaço S(mm)
18
36
54
72
90
108
126
144
162
180
S 
(m
m
)
Tempo T²
Movimento retilínio de um carro de 4 
rodas
Espaço S(mm)
7 
 
7 
 
 
 
A Seguir veremos um gráfico que representa a função da aceleração de 
um objeto móvel (carro de 4 rodas), e podemos analisar o módulo da 
velocidade aumentar por tratar-se de uma reta crescente, sendo progressivo 
acelerado no qual o coeficiente angular mede a aceleração escalar. 
INTERVALOS (S) (T) VM (M/S) 
 
S0 a S2 
S2 a S4 
S4 a S6 
S6 a S8 
S8 a S10 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
1,033 
0,9802 
1,2201 
1,0405 
1,1502 
0,348499516 
0,0367271985 
0,0295057782 
0,0345987506 
0,0312989045 
 
 
 
 
 
S0 a S2 S2 a S4 S4 a S6 S6 a S8 S8 a S10
VM (m/s)2 0,348499516 0,03671985 0,029505778 0,034598751 0,031298905
(T) 1,033 0,9802 1,2201 1,0405 1,1502
1,033
0,9802
1,2201
1,0405
1,1502
0,348499516
0,03671985
0,029505778
0,034598751
0,031298905
Velocidade x tempo
8 
 
8 
 
Podemos também analisar que a aceleração média deste movimento é 
de 0,00720381217. 
Δv Δt am 
0,035510471 4,9293999 0,00720381217 
 
Am = Δv / Δt 
Am = (vf-vi) / (Tf-Ti) 
Am = 0,312989045 – 0,348499516 / 5.424 – 0,4946001 
Am = 0,035510471 / 4,9293999 
Am = 0,00720381217 
É possível afirmar que este movimento é uniformemente variado pois ao 
longo de toda a trajetória em movimento sua aceleração é constante, ou seja, a 
taxa de variação da velocidade é sempre a mesma. 
 
Com a inclinação de 20° também podemos observar este constante 
movimento. 
IN S(mm) S(m) T(s) T²(s²) 
- 0 mm 0,0000 0 0,00000 
 1 18 mm 0,0180 0.2463 0,06066369 
2 36 mm 0,0360 0.4921 0,24216241 
3 54 mm 0,0540 0.7911 0,063583921 
4 72 mm 0,0720 0.9718 0,94439524 
5 90 mm 0,0900 1.2133 1,47209689 
6 108 mm 0,1080 1.5188 2,30675344 
7 126 mm 0,1260 1.7705 3,13467025 
8 144 mm 0,1440 2.0223 4,08969729 
9 162 mm 0,1620 2.2786 5,19201796 
10 180 mm 0,1800 2.5836 6,67498896 
 
9 
 
9 
 
Observamos que quanto maior a sua inclinação maior é sua velocidade 
e menor o tempo de trajeto. 
INTERVALOS (S) (T) VM (M/S) 
 
S0 a S2 
S2 a S4 
S4 a S6 
S6 a S8 
S8 a S10 
 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
0,0360 
 
0,4921 
0,4817 
0,547 
0,5035 
0,5613 
 
0,731558626 
0,747353124 
0,658135283 
0,714995035 
0,641368252 
 
No qual a aceleração média de movimento com 20° de inclinação é de 
0,0385874188 
Δv Δt am 
0,090190374 2,3373 0,0385874188 
 
Am = Δv / Δt 
Am = (vf-vi) / (Tf-Ti) 
Am = 0,641368252 - 0,731558626 / 2.5836 - 0.2463 
Am = 0,090190374 / 2,3373 
Am = 0,0385874188 
0,00720381217. 
 
 
 
 
 
 
10 
 
10 
 
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA 
Materiais necessários para este experimento. 
• Nível bolha; 
 • Fuso elevador; 
 • Multicronômetro; 
 • Sensor fotoelétrico; 
 • Plano inclinado; 
 • Corpo de prova cilíndrico oco; 
 • Corpo de prova cilíndrico maciço. 
Neste experimento podemos observar o movimento de corpos cilíndricos 
de 50 mm em um plano inclinado a 20°, no qual houve diferença entre as 
velocidades dos corpos oco e maciço, pelo motivo que o corpo oco é leve 
sendo assim possui uma massa pequena, já o corpo maciço é mais pesado e 
possui uma massa grande pois a aceleração da descida é a própria gravidade. 
Velocidade linear 
(m/s) 
Cilindro oco Cilindro maciço 
Descida 1 T = 0.056 
Vm=0.892857142857143 
T = 0.05 
Vm = 1 
Descida 2 T = 0.056 
Vm=0.892857142857143 
T = 0.05 
Vm = 1 
Descida 3 T = 0.057 
Vm=0.87719298245614 
T = 0.052 
Vm=0.961538461538462 
 
Especificações Cilindro oco Cilindro maciço 
Massa – m (g) 110 300 
Diâmetro interno – d1(mm) 40 - 
Diâmetro externo – de(mm) 50 50 
Densidade do aço (𝒈 𝒄𝒎𝟑) 7,86 7,86 
 
11 
 
11 
 
Grandezas Cilindro oco Cilindro maciço 
Momento de inércia – I (kg.m2 ) 225.500 375.000 
Velocidadelinear média – V (m/s) 15,9438776 20 
Velocidade angular – ω (rad/s) 0,0357142857 0,04 
Energia cinética de translação - Kt (𝑱 = 𝒌𝒈 
𝒎𝟐 𝒔 𝟐 ) 
13.981,3978 60.000 
Energia cinética de rotação – Kr (𝑱 = 𝒌𝒈 𝒎𝟐 
𝒔 𝟐 ) 
143,813775 300 
Energia cinética total – K (𝑱 = 𝒌𝒈 𝒎𝟐 𝒔 𝟐 ) 14.125,2116 60.300 
Energia potencial gravitacional – U (𝑱 = 𝒌𝒈 
𝒎𝟐 𝒔 𝟐 ) 
184.526,1 503.253 
Erro relativo percentual em relação à 
energia inicial do cilindro – ER% (%) 
933,1 144,857 
 
A energia potencial gravitacional não é igual a soma das energias 
cinéticas de translação e rotação, porque a energia Cinética é o tipo de energia 
que se relaciona com o movimento dos corpos e o seu resultado está 
relacionado ao valor da massa do objeto e a sua velocidade de movimento. Já 
a energia Potencial Gravitacional é a energia que um determinado corpo possui 
por conta da atração gravitacional da Terra, dependendo-a da posição do corpo 
em relação a um nível de referência. podemos dizer que energia é o que coloca 
um corpo em movimento. 
Sendo assim, a energia não se perde, mas sim se transforma de um tipo 
em outro. E pode ser armazenada, essa é chamada de lei da conservação de 
energia. 
Caso o corpo varie sua velocidade durante o processo, temos a variação 
da energia cinética. 
E energia potencial gravitacional é energia que pode ser gerada por um 
corpo de massa, a energia se dá quando esse corpo é acelerado pela 
gravidade. 
 
12 
 
12 
 
LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES 
 
Materiais necessários para realizar o experimento: 
• Lançador horizontal; 
• Esferas metálica, sendo a primeira com peso de 24,1g e a 
segunda de peso 24,3g; 
• Balança; 
• Papel ofício; 
• Papel carbono; 
• Compasso; 
• Caneta; 
• Régua graduada. 
 
EPI necessário: 
• Jaleco 
 
Ao colocar a 2° esfera de peso 24,3g em posição de 100 mm no 
lançador horizontal com altura de rampa de 34.3 cm podemos observar o 
alcance de 27,5 cm. 
Ao colocar a 1° esfera de 24g no lançador com altura de rampa também 
de 34,3 cm, mas em posição de 0 mm podemos observar a esfera parada no 
fim da rampa, mas ao colocar a 2° esfera na altura de 100 mm podemos 
observar a esfera 2 ganhando velocidade e colidindo com a esfera 1, fazendo a 
esfera 1 atingir o alcance de 25,4 cm e a esfera 2 perdendo a velocidade com a 
colisão e atingindo 3,0 cm de alcance. 
Conforme a imagem ilustrativa a seguir podemos observar que a relação 
de altura do ponto (A) ao ponto (B) é de 100 no qual a velocidade se inicia em 
0 m/s, e a velocidade no lançador horizontal até chegar ao ponto (B) é de 1,4 
m/s. 
Notamos que a esfera inicia uma trajetória no ponto (B) de queda livre 
de uma altura equivalente a 34.3 cm, no qual atinge a posição de 27,5 cm ao 
13 
 
13 
 
ponto (C), onde a aceleração de queda livre é a própria gravidade, no qual o 
seu tempo de queda é de 0,26444 m/s a partir do momento em que a esfera 
deixou a rampa ela atinge a velocidade na horizontal de 1,05 m/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
14 
 
Calorimetria 
Materiais necessários para realizar o experimento: 
• Béquer; 
• Termômetro; 
• Calorímetro; 
• Pisseta; 
• Água; 
• Óleo; 
• Garrafa térmica; 
• Bico de Bunsen; 
• Aparato para aquecimento. 
 
EPI’s necessários: 
• Óculos de proteção; 
• Jaleco. 
 
A calorimetria é o ramo da física que estuda o calor. O objetivo da 
calorimetria não é apenas entender o conceito de calor, mas também calcular 
sua quantidade. 
Podemos estudar um pouco sobre a troca de calor da água e do óleo, e 
analisar as diferenças entre eles. A capacidade térmica do calorímetro pode ser 
determinada pelo princípio da conservação de energia. 
Neste experimento usamos 100 ml de água em temperatura 4,186 J/g°C 
no qual sua massa é de 96,32g, ao colocar o béquer com água no Bico de 
Bunsen, podemos acelerar seu aquecimento até obtermos 80°C. 
O calorímetro inicialmente estava em 25.5°C, após colocarmos a água 
podemos observar a temperatura se estabilizar em 73.3°C. 
Com os dados coletados durante o experimento feito com água podemos 
verificar que a capacidade térmica do calorímetro é de 13,5009205 cal/°C 
conforme a tabela a seguir: 
 
 
15 
 
15 
 
Água 
Tc (°C) 
25,5 
m1(g) 
96,32 
c 
4,186 
T1 (°C) 
80 
Tf (°C) 
73,3 
C = 
m1c. (T1-Tf) 
= 
96,32. (80-73,3) 
(Tf-Tc) 73,3 – 25,5 
C = 
645,344 
= 13,50 cal/°C 
47,8 
 
Ao fazer o mesmo procedimento com 100 ml de óleo, encontramos a 
massa de 88,65g e ao aquecer o béquer com óleo no Bico Bunsen a 80.5°C 
observamos a temperatura inicial do calorímetro em 25.5°C e após colocar o 
óleo a temperatura do mesmo se estabiliza em 65.3°C. 
 
Óleo 
Tc (°C) 
25,5 
m1(g) 
88,65 
C 
(cal/g°C) 
13,50 
T1 (°C) 
80,5 
Tf (°C) 
65,3 
C = 
C.(Tf-Tc) 
= 
13,50 (65,3-25,5) 
M1.(T1-Tf) 88,65.(80,5-65,3) 
C = 
537,3 
= 0,398 cal/°C 
1.347,48 
 
O calor específico do óleo é de 0,398744323 cal/°C, e não ocorre 
diferenças significativas quando comparado com valores de calor específico de 
óleos vegetais encontrados na internet. 
16 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
] 
 
 
 
 
 
 
17 
 
17 
 
4 CONCLUSÃO 
A maioria dos processos químicos dependem da Físico-Química. Para 
compreender se a reação acontecerá de maneira espontânea ou se ocorrerá 
liberação de calor e energia, é necessário entender os princípios físico-
químicos da transformação. 
Um exemplo que podemos dar é em um laboratório de indústria 
alimentícia, as análises físico-químicas são utilizadas para determinar, 
quantificar ou qualificar os elementos presentes em um determinado alimento, 
sendo utilizadas para: determinação do valor nutricional, controle de qualidade 
e determinação do tempo de prateleira do produto entre outros. 
Sendo assim, essa área se relaciona continuamente ao nosso cotidiano, 
uma vez que está presente no estudo das reações como um todo e nos fatores 
que implicam na mudança de comportamento das substâncias.