Física - Dinâmica e Termodinâmica Atividade 1

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UNIRITTER 
BACHARELADO ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO 
 
 
 
 
BRUNO WEBER 
 
 
 
 
 
DINÂMICA E TERMODINÂMICA 
 
 
 
 
 
Disciplina: Física 
Professor: Paulo Gomes 
 
 
 
 
 
NOVO HAMBURGO 
2022 
FASE 1 
Questão 1 
Mola 1 
 
 
 
Constante elástica da mola M1 
 
Km1 = 30,656N/m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPOSTA QUESTÃO 3: 
A linearidade do gráfico implica que que a constante elástica (k) corresponde ao coeficiente angular da reta. 
RESPOSTA QUESTÃO 4: 
A força é proporcional a deformação e isso é comprovado a partir do gráfico, já que o mesmo se 
comporta como uma linha crescente e proporcional ao gráfico. 
QUESTÃO 5: 
 
 
Mola com maior constante elástica: Mola 2 (k = 41,375N/m), sendo assim a mola mais resistente à 
deformação. 
 
FASE 2 
QUESTÃO 1: 
 
17,60N/m 
 
 
RESPOSTA QUESTÃO 2: 
2) Sim, porém há uma leve diferença de pouco mais de 3%, que pode ser justificada a erros 
paralaxe, precisão de medição ou ambiente. 
QUESTÃO 3: 
 
Função Linear 
RESPOSTA QUESTÃO 4: 
4) Constante k não é a mesma para qualquer tipo de conjunto 
Constante M2 e M3 é maior (19,158N/m). 
 
RESPOSTA QUESTÃO 5: 
5) É perceptível que a constante cai praticamente para a metade. Por serem molas em série, e 
por consequência, se tornar uma mola maior, elas reduzem em média 50% a sua resistência à tração. 
 
FASE 3 
QUESTÃO 1: 
 
Kr = 81,75N/m 
Kr2 = 72,03N/m 
RESPOSTA QUESTÃO 2: 
2) Não, pois á uma diferença de mais de 13% 
 
 
 
 
RESPOSTA QUESTÃO 3: 
Função Linear 
 
RESPOSTA QUESTÃO 4: 
4) A maior K resultante é na associação das molas M2 e M1, com 85,8N/m 
 
RESPOSTA QUESTÃO 5: 
5) Há uma diferença considerável nos cálculos das molas em separado e das molas associadas 
em paralelo. Há uma diferença de mais de 13,5%. 
 
RESPOSTA QUESTÃO 6: 
 
Kr = 119,56N/m 
Constante elástica do conjunto de molas em paralelo M1, M2 e M3: 
Kr = 105,62N/m 
 
RESPOSTA QUESTÃO 7: 
7) Não, foi obtida uma diferença de 11,6% 
 
RESPOSTA QUESTÃO 8: 
 
 
RESPOSTA QUESTÃO 9: 
9) Não, as constantes K não são iguais. O conjunto que possui 3 molas obteve uma diferença 
superior a 31,62% comparado ao conjunto com 2 molas. 
A partir do experimento pudemos por em prática e visualizar os efeitos da lei de Hooke, 
deformação e oscilação elástica. 
Ela estabelece uma relação de proporcionalidade entre a força F exercida sobre uma mola e a 
elongação Δx correspondente (F = k. Δx), onde k é a constante elástica da mola. Essa mola quando 
distorcida com pesos diferentes assumirá valores diferentes. Toda mola tem sua constante elástica. 
 
FIM LEI DE HOOKE 
 
 
 
 
QUEDA LIVRE 
 
ENSAIANDO A PRIMEIRA ESFERA 
 
 
1. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio” e observe a relação entre as 
variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação? Exemplos: 
função linear, quadrática, cúbica etc. 
R: Função quadrática 
 
 
 
2. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio ao quadrado” e observe a 
relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta 
relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc. 
R: Função Linear 
 
 
 
 
3. Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença 
entre eles? Se sim, qual o motivo desta diferença? 
 
R: A partir dos dois gráficos é possível perceber que no primeiro gráfico há um aumento de 
velocidade vindo por parte da esfera, já que o mesmo se comporta como uma função 
quadrática. Já no segundo gráfico pode-se perceber que a esfera mantém uma velocidade 
constante, pois a partir do gráfico, percebemos que há uma função línear. 
 
4. Utilize a equação (5) do resumo teórico para calcular o valor da aceleração da 
gravidade em cada ponto e complete a tabela que você fez anteriormente. Em 
seguida compare os valores encontrados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
R: Os valores são muito próximos de 9,8m/s² 
 
5. Em seguida compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores 
encontrados? Se sim, o que você acha que proporcionou essa diferença? 
R: Esses erros se dão a partir da falta de precisão nos ensaios, normalmente ocasionada por diversos fatores, sendo 
alguns deles: resistência do ar, inexatidão do posicionamento do sensor de registro da passagem da esfera 
 
 
 
6. Utilize a equação (4) do resumo teórico para calcular o valor da velocidade 
instantânea em cada ponto e complete a tabela. 
 
 
 
7. Construa o gráfico da “Velocidade x Tempo”. Qual o comportamento da velocidade? 
 
R: A velocidade cresce de maneira proporcional ao tempo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENSAIANDO A SEGUNDA ESFERA 
 
 
1. Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores 
encontrados? Explique-a. 
R: Os valores obtidos nos testes, foram muito próximos dos valores teóricos. Essa pequena diferença 
nos valores, pode ter sido provocado por fatores externos, como a resistência do ar, falta de exatidão 
dos equipamentos, etc.. 
 
2 Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade 
varia igualmente para as duas esferas? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
R: Ambos apresentam o mesmo 
desenvolvimento. 
 
3 Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado! 
 
R: O peso das esferas, não alteraram seu tempo de quedal, levando em consideração que a resistência do ar 
seja desprezada. 
 
 
4 Com base nos resultados obtidos e nos seus conhecimentos, como seria o comportamento do 
tempo se o experimento fosse realizado com uma esfera ainda menor do que as que você 
utilizou no experimento? 
R: Se fossem feitos os testes retirando os erros por fator humano (falta de precisão no teste, 
manuseio, calibração do dispositivo, etc..), o comportamento geral dos tempos das esferas 
seria o mesmo dentre elas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PÊNDULO BALÍSTICO 
 
Analise os dados obtidos no experimento e realize os cálculos das velocidades iniciais 
dos projéteis utilizando as equações dispostas no resumo teórico. Em seguida, 
construa uma tabela semelhante a apresentada abaixo e anote os valores 
encontrados. 
 
 
 
Dados do experimento 
Projétil Energia potencial 
gravitacional (J) 
Velocidade V2 do bloco 
com o projétil (m/s) 
Velocidade V1 inicial 
do projétil (m/s) 
Azul 0.07949 0.874 1,83 
Dourado 2,205 2,96 3,52 
Prateado 0,1649 0,999 4,11 
 
 
Para encontrar a velocidade V2, utilize a equação da energia cinética no instante 2 
(projétil associado ao bloco), igualando- a com a energia potencial gravitacional. 
Por fim, para determinar a velocidade do projétil (V1) antes da colisão com o pêndulo, 
utilize a equação da conservação da quantidade de movimento. 
Depois disso, responda os questionamentos a seguir 
 
 
1 Qual projétil atingiu a maior angulação? Justifique o resultado encontrado. 
 
 R: Azul, pelo simples fato de a esfera possuir maior massa, o que faz com que 
ela atinja maior angulação
 
2 Coloque em ordem crescente os ângulos atingidos em cada lançamento dos 
projéteis. O que você conclui acerca destes resultados? 
Ordem: 
Prata; 
Dourada; 
Azul. 
 
A diferença das massas dos objetos afetou o resultado, visto que cada objeto 
apresentou ângulos e velocidades diferentes nos cálculos realizados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LANÇAMENTOS 
HORIZONTAIS E 
COLISÕES 
 
 
1. Qual foi o valor médio do alcance horizontal para os lançamentos 
realizados? 
 
R: Aproximadamente 26,5cm 
 
2. Qual a velocidade da esfera metálica quando ela perde contato com a 
rampa? 
R: Aproximadamente 0,09cm/s 
 
 
3. No ensaio de colisão, duas circunferências são marcadas no 
papel ofício baseada nas marcações feitas pelas esferas. 
Identifique qual esfera metálica produziu cada 
circunferência. 
R: reparar que quando ocorre a colisão entre as duas esferas a esfera1 é 
lançada para frente fazendo assim com que seja responsável por produzir a 
circunferência de maior distância da rampa já a esfera 2 é responsável por produzir a 
circunferência de menos distância do ponto lançado 
 
 
4. Qual o alcance de cada esfera metálica no ensaio de colisão? 
 
R: Esfera 1: 23,7cm; 
 Esfera 2: 2,2cm 
 
5 Qual a velocidade de cada uma das esferas metálicas logo após a colisão? 
 
R: Esfera 1: 9,6cm/s 
 Esfera 2: 0,8cm/s