3 - NEWTON

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EXPERIMENTO III – SEGUNDA LEI DE NEWTON
Esse experimento será divido em duas etapas. A primeira consiste em
realizar o experimento com a massa total constante e a segunda consiste em
realizar o experimento com massa variável, e com a força resultante atuante no
carrinho constante. 
Faça uma revisão sobre a Primeira, Segunda e Terceira Leis de Newton,
para responder o pré-relatório e realizar o experimento.
Pré-relatório
1) Defina:
• Massa;
• Força; 
• Aceleração;
• Enuncie a Segunda Lei de Newton;
2) Considerando que o bloquinho 1 tem massa 20 kg e que adicionamos o
bloquinho 2 à corda, de massa 10 kg. O sistema terá uma força
resultante e uma aceleração. Responda aos seguintes itens
considerando que não há atrito e a corda é ideal:
• Qual a força resultante atuante no sistema? Calcule também a
aceleração do sistema. (Considere g=9,81 m/s2).
• Se no lugar do bloquinho 1 colocarmos um bloquinho de massa 10 kg e
no lugar do bloquinho 2 um bloquinho de massa 20 kg, o que acontece
com a força resultante e a aceleração do sistema com relação ao
sistema anterior? Calcule-os.
• Se adicionarmos massa ao bloquinho 1, o que acontece com a
aceleração e a força resultante atuante no sistema? Explique. 
• Considere que adicionamos 20 kg ao bloquinho 1, calcule a força
resultante e a aceleração do sistema.
Roteiro para a realização do experimento (relação entre força resultante e
aceleração)
Material necessário
• 01 trilho 120 cm;
• 01 cronômetro digital multifunções com fonte DC 12 V;
• 02 sensores fotoelétricos com suporte fixador (S1 e S2);
• 01 eletroímã com bornes e haste;
• 01 fixador de eletroímã com manípulo;
• 01 chave liga-desliga;
• 01 Y de final de curso com roldana raiada;
• 01 suporte para massas aferidas 19 g;
• ∅01 massa aferida 10 g com furo central de 2,5 mm;
• 02 massas aferidas 20 g com furo central de ∅2,5 mm;
• 01 cabo de ligação conjugado;
• 01 unidade de fluxo de ar;
• 01 cabo de força tripolar 1,5 m;
• 01 mangueira aspirador 1,5”;
• 01 pino para carrinho para fixá-lo no eletroímã;
• 01 carrinho para trilho cor preta;
• 01 carrinho para trilho cor azul;
• 01 pino para carrinho para interrupção de sensor;
• 03 porcas borboletas;
• 07 arruelas lisas;
• 04 manípulos de latão 13 mm;
• 01 pino para carrinho com gancho;
Procedimentos
1. Montar o equipamento igual ao MRUV. No cronômetro escolher a função
F2. 
 
2. Com uma balança, medir a massa do carrinho Mc=___________ kg.
3. Acrescentar nos pinos do carrinho duas massas de 20 g e duas massas
de 10 g totalizando (0,060 kg).
4. Suspender no suporte de massas aferidas (9) uma massa de 20 g, o que
dará uma força aceleradora de: 
P Msg=
Massa suspensa: Ms 0 029 kg= , 
Força resultante: FR Mg= = ______ N (g = aceleração gravitacional do local)
Assim o sistema terá uma massa total igual a: M Ma Ms Mc= + + = _____ kg.
Observação: a massa total permanecerá constante durante toda a experiência.
5. Com um cabo apropriado conectar a chave liga-desliga (START) ao
cronômetro. 
6. Ligar o eletroímã à fonte de tensão variável deixando em série a chave
liga-desliga.
7. Fixar o carrinho no eletroímã e ajustar a tensão aplicada ao eletroímã
para que o carrinho não fique muito fixo. 
8. Posicionar o S2 até obter um ∆X 0 300 m= , . Este deslocamento deve ser
medido entre o pino central do carrinho e o centro S2 (STOP).
9. Zerar o cronômetro e desligar o eletroímã liberando o carrinho. 
10. Anotar na tabela abaixo o intervalo de tempo registrado no cronômetro,
repetindo três vezes este procedimento e calcular o tempo médio tm.
∆X M
kg( )( )( )( )
FR
N( )( )( )( )
t1 t2 t3 t4 t5 tm a
((((m s//// 2))))
Fa
(kg)
0,300
0,300
0,300
0,300
0,300
11. Transferir uma massa de 10 g do carrinho para o suporte de massas
aferidas. Assim a força aceleradora ficará igual a:
Força resultante FR Msg= = _____ N.
12.Repetir o procedimento sempre transferindo massa do carrinho para o
suporte para massas aferidas até completar a tabela. 
13. Considerando uma tolerância de erro de 5%, pode-se afirmar que a
segunda coluna (massa do sistema) é igual a última coluna (F a/ )?
14. Construir o gráfico FR f a= ( ) (força resultante em função da aceleração).
Qual é a forma do gráfico?
15.O gráfico mostra que força resultante e aceleração são -
_________________ (diretamente/inversamente) proporcionais. 
16. Determinar os coeficientes angular e linear do gráfico FR f a= ( ).
Coeficiente angular A = ________
Coeficiente linear B = _________ 
17.Qual é o significado físico do coeficiente angular deste gráfico?
__________________________________________________________
_________________________________________________________
18. Qual é a reação de proporcionalidade entre a força F e a aceleração a? 
__________________________________________________________
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19.Enuncie a Segunda Lei de Newton, com suas palavras, tendo como
base as conclusões tiradas deste experimento.
__________________________________________________________
__________________________________________________________
Roteiro para a realização do experimento (relação entre aceleração e
massa)
Procedimentos 
1. Montar o equipamento igual ao MRUV. No cronômetro escolher a função
F2. 
2. Com uma balança, medir a massa do carrinho Mc=___________ kg.
3. Colocar no suporte para massas aferidas (9 g) duas massas de 20 g, o
que resultará em força aceleradora de:
P Mg= = _____ N
4. Massa total do sistema igual a soma de (Mc Ms+ ) kg.
Massa suspensa Ms 0 0490= , kg
Força resultante FR= ____ N (constante)
Massa acrescentada Ma 0 000= , kg
Massa total M Ms Mc Ma= + + = _____ kg (preencher esse valor na 1a linha
da tabela).
5. Com um cabo apropriado conectar a chave liga-desliga (START) ao
cronômetro. 
6. Posicionar o S2 até obter um ∆X 0 300 m= , . Este deslocamento deve ser
medido entre o pino central do carrinho e o centro S2 (STOP).
7. Fixar o carrinho no eletroímã e ajustar a tensão aplicada ao eletroímã
para que o carrinho não fique muito fixo.
8. Zerar o cronômetro e desligar o eletroímã, liberando o carrinho, anotar
na tabela o intervalo de tempo registrado no cronômetro. 
9. Acrescentar 20 g ao carrinho (10 g de cada lado) e repetir o
procedimento. 
Massa suspensa Ms 0 049= , kg
Força resultante FR= ____ N (constante)
Massa acrescentada Ma 0 020= , kg
Massa total M Ms Mc Ma= + + = _____ kg (preencher esse valor na 1a linha
da tabela).
10.Desligar o eletroímã, liberando o carrinho, anotar na tabela o intervalo de
tempo registrado pelo cronômetro.
11. Calcular a aceleração para cada um dos tempos médios obtidos,
utilizando a mesma fórmula usada na primeira parte e preencher a
tabela que segue. 
a 2∆X t2= 
Observação: notar que a massa suspensa faz parte da massa
acrescentada ao sistema. Assim, na primeira linha, teremos massa
acrescentada Ma 49 g= (permanecerá constante durante toda a
experiência). 
12.Completar a tabela sempre acrescentando 20 g ao carrinho, repetindo
os procedimentos anteriores. 
∆X
(m)
M
(kg)
1/M
(kg)
FR
(N)
t1 t2 t3 t4 t5 tm a
(m/s2)
m.a
0,300
0,300
0,300
13.Considerando a tolerância de erro de 5%, pode-se afirmar que a quarta
coluna (força resultante) é igual à última coluna (produto da massa pela
aceleração)?
__________________________________________________________
14.Construir o gráfico a = f(M) (aceleração em função da massa) utilizando
os dados da tabela. 
15. Linearizar o gráfico a = f(M). Para linearizar, formar a tabela a(m/s2)
versus 1/M (1/kg). 
16.Determinar os coeficientes angular e linear do gráfico a = f(1/M). 
Coeficiente angular A = _______
Coeficiente linear B = ________
17.Qual é o significado físico do coeficiente angular? 
__________________________________________________________18.Qual é a relação de proporcionalidade entre a aceleração e a massa do
sistema sob a ação de uma força resultante de intensidade constante? 
19.Linearizar o gráfico a = f(M) usando o papel di-log.