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ALUNO - RAONI MEDINA JUSTO / 2° SEMESTRE Relatório de Aula Prática - Física Geral e Experimental - Mecânica CURSO - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO RIO GRANDE- OUTUBRO/2023 Introdução Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Nesta atividade vamos explorar aprendizado e descoberta da física por meio de uma ferramenta poderosa e inovadora: laboratórios virtuais. Tendo à nossa disposição um computador com acesso à internet e um software de simulação de experimentos laboratoriais, seremos capazes de desvendar os segredos por trás do movimento de objetos, compreendendo e estimando grandezas essenciais como deslocamento, velocidade média e aceleração média. A atividade prática que iremos explorar, denominada "Atividade Prática 1", visa caracterizar o movimento de um objeto em detalhes. Nela, iremos aprofundar nossos conhecimentos na área da cinemática, onde deslocamento, velocidade média e aceleração média desempenham papéis fundamentais. Esta atividade nos permitirá reconhecer que a velocidade mede a taxa de variação da posição ao longo do tempo, enquanto a aceleração mede a taxa de variação da velocidade ao longo do tempo. Além disso, iremos interpretar diversos gráficos relacionados a essas grandezas físicas. Nossos objetivos são claros: caracterizar o movimento de um objeto através das grandezas que compõem a cinemática, e para isso, faremos uso dos laboratórios virtuais. Para realizar essa atividade, será fundamental acessar o laboratório virtual, disponibilizado no ambiente virtual, que nos oferece o experimento "Movimento Retilíneo Uniformemente Variado – MRUV". Este portfólio registra nossa jornada de aprendizado, exploração e aplicação dos princípios físicos fundamentais por meio de uma abordagem prática e interativa. Prepare-se para mergulhar no mundo do movimento, desafiar seus conhecimentos e aprimorar sua compreensão da física por meio das possibilidades que a tecnologia nos proporciona. DESENVOLVIMENTO Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Foi acessado o laboratório virtual de Física Geral e Experimental - Mecânica que possui uma simulação de um plano inclinado. Familiarizei-me com a interface do laboratório virtual e encontrei a simulação do plano inclinado. Configurei os parâmetros da simulação, como a inclinação do plano e a massa do objeto Posicionei o objeto no topo do plano inclinado e inicie a simulação. Observei o movimento do objeto e registrei o tempo que leva para percorrer uma determinada distância no plano inclinado. Repeti o procedimento mais duas vezes para obter uma média dos tempos registrados. OBJETIVOS Utilizar um laboratório virtual para realizar um experimento relacionado ao movimento em um plano inclinado. Determinar a aceleração de um objeto em um plano inclinado virtual. Comparar os resultados experimentais com os valores teóricos esperados. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 RESULTADOS ENCONTRADOS Gráfico S x t (Espaço x Tempo) A função representada no gráfico mostra a relação entre a posição do objeto e o tempo a partir da posição inicial. O coeficiente angular dessa função indica a taxa de variação da posição em relação ao tempo, ou seja, representa a inclinação da reta em relação ao eixo das abscissas (x). Essa inclinação reflete a velocidade do objeto em movimento e pode indicar se o objeto está acelerando ou desacelerando. ATIVIDADE 1 Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 É uma função de 2º grau, que apresenta a posição do objeto a pontos de tempo mais custos, ou seja, mais próximo do t inicial (t=0). O coeficiente angular apresenta o início do movimento e da aceleração do carrinho, também apresenta a posição da parábola, quando é positivo a parábola é voltada para cima. Gráfico S x t2 (Espaço x Tempo2). VELOCIDADES ENCONTRADAS Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Gráfico vm x t (velocidade x tempo). o significado do coeficiente angular do gráfico construído Representa a função de aceleração do movel, onde Aceleração média é de 0,0800. Função horaria do experimento S = 0,018+0,662 x 0,0266 + ½ 0,0266² É possível afirmar que este movimento é uniformemente variado, pois ocorre a variação de velocidade em intervalos iguais. Velocidade constante e diferente de zero. 100% Relatór io de progresso dos ODS Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Experimento com a inclinação de 20° Em um movimento com inclinação de 20°, a velocidade sofre oscilações, diminuindo e aumentando, em relação à posição. Destaque 1 Destaque 2 Destaque 3 Durante a atividade experimental, pude observar que o objeto acelerou ao longo do plano inclinado, o que indica a presença de uma força resultante atuando sobre ele. Essa força resultante é responsável por gerar a aceleração média do objeto. Através da análise dos dados coletados, foi possível perceber que a inclinação do plano inclinado influencia diretamente na aceleração do objeto. Quanto maior a inclinação, maior a aceleração. Além disso, a massa do objeto também influencia na aceleração média. Quanto maior a massa, menor a aceleração. Isso ocorre devido à segunda lei de Newton, que estabelece que a aceleração é inversamente proporcional à massa quando a força resultante é constante. Conclusão Em conclusão, esta aula prática proporcionou uma compreensão mais aprofundada sobre o movimento em um plano inclinado e a relação entre aceleração, inclinação do plano e massa do objeto. Esses conceitos são fundamentais para o estudo da dinâmica dos corpos e têm aplicações práticas em diversas áreas da ciência e engenharia Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA - file:///C:/Users/Eberto_SuporTI/Downloads/1688555720502%20(2).p df INSTRUÇÕES GERAIS - https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/11/img_conteudo/roteiro /pdf/rotei ro.pdf?modo=embed Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Referências Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 INTRODUÇÃO O estudo do equilíbrio de corpos rígidos é fundamental para compreender as condições em que um objeto se mantém em repouso ou em movimento sem aceleração. O equilíbrio de corpos rígidos é regido pelas leis da física, como a primeira e a segunda leis de Newton. Neste experimento, nosso objetivo é investigar e compreender o conceito de equilíbrio de corpos rígidos, analisando as forças que atuam sobre o objeto e as condições necessárias para o equilíbrio. DESENVOLVIMENTO METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Acessei o laboratório virtual que simula um ambiente para o estudo do equilíbrio de corpos rígidos. Familiarizei-me com a interface do laboratório virtual e encontrar a simulação do corpo rígido em equilíbrio. Observei o corpo rígido em equilíbrio e as forças que atuam sobre ele. Manipulei as forças aplicadas ao corpo rígido e observei as mudanças em seu estado de equilíbrio. Realizei diferentes configurações de forças e verifiquei as condições necessárias para que o corpo rígido esteja em equilíbrio. Registrei as observações e os resultados obtidos durante o experimento. OBJETIVOS Compreender o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Analisar as forças que atuam sobre um objeto em equilíbrio. Identificar as condições necessárias para que um objeto esteja em equilíbrio. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ATIVIDADE 2 Massa do prato = 200g Massa contrapeso = 500g Distância do prato com pesos para o eixo = 14,5cm Distância do contrapeso para o eixo = 8,7cm RESULTADOS ENCONTRADOS AVALIANDO RESULTADOS ENCONTRADOS Massa do corpo rígido posicionado na balança M1 = 51g Após a repetição do experimento para os outros pesos dispostos na bancada, podemos observar que existe uma relação inversamente proporcional entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô. Isso significa que, mantendo a massa do contrapeso constante,quanto maior o peso do corpo no prato da balança, menor será a distância do contrapeso ao pivô, e vice-versa. Essa relação pode ser explicada pela conservação do momento de torção, onde a soma dos momentos de torção em relação ao pivô é igual a zero. Assim, ao aumentar o peso do corpo no prato, é necessário diminuir a distância do contrapeso para manter o equilíbrio. Destaque 1 Destaque 2 Destaque 3 Com base nos resultados obtidos no laboratório virtual, podemos concluir que o equilíbrio de corpos rígidos ocorre quando as forças resultantes são nulas. Essa condição é essencial para que um objeto se mantenha em repouso ou em movimento sem aceleração. O estudo do equilíbrio de corpos rígidos é de extrema importância para diversas áreas da engenharia, como a engenharia civil e a engenharia mecânica, onde é necessário garantir a estabilidade e o funcionamento adequado de estruturas e máquinas. Conclusão Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA - file:///C:/Users/Eberto_SuporTI/Downloads/1688555720502%20(2).p df INSTRUÇÕES GERAIS - https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/11/img_conteudo/roteiro /pdf/rotei ro.pdf?modo=embed Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Referências Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 INTRODUÇÃO O princípio da conservação da energia é uma das leis fundamentais da física, que estabelece que a energia total de um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo, ou seja, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra. Neste experimento realizado em um laboratório virtual, nosso objetivo é investigar e compreender o princípio da conservação da energia, utilizando um sistema virtual para demonstrar como a energia é conservada em diferentes transformações. DESENVOLVIMENTO METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Acessei o laboratório virtual que simula um ambiente para o estudo do equilíbrio de corpos rígidos. Familiarizei-me com a interface do laboratório virtual e encontrar a simulação do corpo rígido em equilíbrio. Observei o corpo rígido em equilíbrio e as forças que atuam sobre ele. Manipulei as forças aplicadas ao corpo rígido e observei as mudanças em seu estado de equilíbrio. Realizei diferentes configurações de forças e verifiquei as condições necessárias para que o corpo rígido esteja em equilíbrio. Registrei as observações e os resultados obtidos durante o experimento. OBJETIVOS Compreender o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Analisar as forças que atuam sobre um objeto em equilíbrio. Identificar as condições necessárias para que um objeto esteja em equilíbrio. Na tabela fornecida, foram registradas as velocidades lineares de um cilindro oco e um cilindro maciço em três descidas. Ao analisar os valores, podemos observar que há diferença nas velocidades entre os corpos de prova ensaiados. Intuitivamente, essa diferença nas velocidades pode ser atribuída a fatores como a distribuição de massa nos corpos de prova e a presença do efeito de arrasto. O cilindro oco, por ter uma distribuição de massa diferente do cilindro maciço, pode apresentar uma inércia menor, resultando em uma maior velocidade. Além disso, o efeito de arrasto também pode influenciar na velocidade, onde o cilindro oco pode oferecer menos resistência ao ar, resultando em uma velocidade maior. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ATIVIDADE 3 RESULTADOS ENCONTRADOS Não é certo firmar que a energia potencial gravitacional está associada a uma altura em relação a um referencial e a energia cinética está presente quando algo está em movimento. Quando o cilindro estava no início do plano inclinado possuía energia potencial gravitacional, quando foi solto a energia potencial gravitacional foi transformada em energia cinética. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 O motivo é o atrito que atua sobre a energia cinética, em um sistema isolado e sem considerar perdas, esse erro seria 0. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 A conservação da energia afirma que a energia total de um sistema isolado permanece constante ao longo do tempo. No experimento, a energia potencial gravitacional do corpo de prova é convertida em energia cinética de translação e rotação enquanto ele desce pelo plano, mantendo a energia total constante. Isso significa que a energia não é criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra. Esse princípio é essencial para entender o comportamento energético de sistemas físicos. Destaque 1 Destaque 2 Destaque 3 Com base nos resultados obtidos no laboratório virtual, podemos concluir que o princípio da conservação da energia é válido em diferentes transformações de energia simuladas. Ao longo do experimento, observamos que a energia inicial do sistema virtual foi convertida em outras formas de energia, mas a soma total das diferentes formas de energia permaneceu constante. Isso confirma a lei da conservação da energia, que é uma das leis fundamentais da física. Conclusão Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA - file:///C:/Users/Eberto_SuporTI/Downloads/1688555720502%20(2).p df INSTRUÇÕES GERAIS - https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/11/img_conteudo/roteiro /pdf/rotei ro.pdf?modo=embed Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Referências Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 INTRODUÇÃO Os lançamentos horizontais e as colisões são fenômenos estudados na física que envolvem o movimento de corpos em diferentes situações. O lançamento horizontal ocorre quando um objeto é lançado horizontalmente, sem nenhuma componente vertical na velocidade inicial. Já as colisões são interações entre dois ou mais corpos, onde ocorre transferência de momento linear e energia. Neste experimento realizado em um laboratório virtual, meu objetivo é investigar e compreender os conceitos de lançamentos horizontais e colisões, analisando suas características e propriedades. DESENVOLVIMENTO METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Acessei o laboratório virtual que simula um ambiente para o estudo do equilíbrio de corpos rígidos. Familiarizei-me com a interface do laboratório virtual e encontrar a simulação do corpo rígido em equilíbrio. Observei o corpo rígido em equilíbrio e as forças que atuam sobre ele. Manipulei as forças aplicadas ao corpo rígido e observei as mudanças em seu estado de equilíbrio. Realizei diferentes configurações de forças e verifiquei as condições necessárias para que o corpo rígido esteja em equilíbrio. Registrei as observações e os resultados obtidos durante o experimento. OBJETIVOS Compreender o conceito de equilíbrio de corpos rígidos. Analisar as forças que atuam sobre um objeto em equilíbrio. Identificar as condições necessárias para que um objeto esteja em equilíbrio. De acordo com o que foi apresentado no experimento o valor médio do alcance Horizontal dos lançamentos realizados foi de aproximadamente 26,5 cm. Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ATIVIDADE 4 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS Ao realizar os devidos cálculos podemos observar que a velocidade da esfera após perder o contato com a rampa que é denominada no experimento com Vx é de Aproximadamente 0,09 cm/s. Ao observar o ensaio podemos reparar que quando ocorre a colisão entre as duas esferas a esfera 1 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. O alcance da esfera 1 foi de 23,7cm, já o alcance da esfera 2 foi de 2,2 cm. Após fazer os devidos cálculos podemos observar que a velocidade da esfera 1 é de aproximadamente 9,6 cm/s, já a velocidade da esfera 2 é de aproximadamente 0, 8 cm/s. Destaque 1 Destaque 2 Destaque 3 Com base nos resultados obtidosno laboratório virtual, podemos concluir que os lançamentos horizontais e as colisões seguem princípios importantes da física, como a conservação de momento linear e energia O estudo desses fenômenos é essencial para compreender o movimento de corpos e as interações entre eles. As leis de conservação de momento linear e energia são amplamente aplicadas em diversas áreas da física e engenharia, como a mecânica, a dinâmica de corpos rígidos e a cinemática. Conclusão Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA - file:///C:/Users/Eberto_SuporTI/Downloads/1688555720502%20(2).p df INSTRUÇÕES GERAIS - https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/11/img_conteudo/roteiro /pdf/rotei ro.pdf?modo=embed Engenharia de produção - Raoni Medina Justo - outubro/2023 Referências