Relatório 5

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
ANA JULIA BATISTA DE OLIVEIRA – 12221ECV043
ANA JÚLIA COLFERAI BORGES – 12221ECV044
JÚLIA ZAGATTO SMANIO - 12211ECV027
YASMIN BANDEIRA FERREIRA LOPES – 12221ECV030
RELATÓRIO CIENTÍFICO: LABORATÓRIO DE FÍSICA BÁSICA
SEGUNDA LEI DE NEWTON-GALILEO
Uberlândia – Minas Gerais
Maio, 2023
ÍNDICE
1	RESUMO E OBJETIVOS	3
2	INTRODUÇÃO	3
3	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL	4
4	RESULTADOS E DISCUSSÕES	6
5	CONCLUSÃO	8
6	BIBLIOGRAFIA	9
RESUMO E OBJETIVOS
	Neste relatório, apresentamos os resultados do experimento 5 de movimento retilíneo uniformemente variado, realizado em sala por meio de um sistema composto por um trilho de ar com imã, disparador móvel, sensores de disparo, cronômetro e soprador de ar, com um planador amarrado por um barbante à um peso, que consistia em alterar o peso do planador de 20 em 20 gramas, começando com um total de 100 gramas além do peso do planador (15g), durante um percurso de 70 cm, até que restasse apenas o planador com 1 peso de cada lado.
	Foi concluído por meio de ensaios laboratoriais que o valor da gravidade é próximo de 9,8 m/s².
INTRODUÇÃO	 
	Postulada por Isaac Newton em uma obra composta por 3 volumes chamada "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" no ano de 1687, um grande pilar da mecânica clássica (DIAS, 2020), a Segunda Lei de Newton é um princípio fundamental da dinâmica, que estabelece que a aceleração de um certo corpo é diretamente proporcional a força que age sobre ele, dada pela equação: 
 F = m.a (1)
	A força resultante é uma grandeza vetorial, ou seja, tem módulo, direção e sentido (MELO, 2023). O módulo pode ser calculado através da equação acima, já a direção e sentido são dados pela orientação da força. Há grandes exemplos no nosso cotidiano que evidenciam essa lei, como quando empurramos um objeto a fim de movê-lo, quanto mais pesado ele for, mais força precisaremos para deslocá-lo. Ademais, o peso também é considerado uma força chamada de "força peso" que pode ser dada pela equação:
 P = m.g (2) 
	No movimento retilíneo uniformemente variado, há um movimento de um corpo em linha reta variando a velocidade durante um mesmo período de tempo, ligado diretamente a aceleração por meio da equação: 
 (3)
	Neste experimento, utilizamos um sistema composto por um planador alternando o peso de 20 em 20 gramas, cronometrando o tempo para realizar o percurso de 70 centímetros com sensores, com o objetivo de encontrar a aceleração da gravidade (9,8 m/s^2) por meio da segunda lei de Newton.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Materiais necessários para a realização do experimento:
· Planador (211,0g ± 0,05g); 
· 10 pesos (10g cada ± 0,05g); 
· Trilho de ar; a fim de retirar o atrito. 
· Dois sensores de movimento; 
· Trena;
· Cronômetro preciso (t ± 0,0001s); 
	 Figura 1: Porta-peso.
	Figura 2: Sistema de trilho de ar com planador, sensores e cronômetro.
 
Figura 3: Unidades de massa de 10g.
1. Foi nivelado o trilho de ar e ajustado o primeiro sensor de movimento logo no ponto inicial da trajetória e o segundo sensor à 0,7 metros de distância. 
2. Foi verificada a distância entre o porta-pesos e o chão era adequada para que o movimento durante a contagem do tempo esteja sempre acelerado. 
3. Foi mantido uma espuma no chão para que o peso não choque com o chão de maneira violenta.
4. Foi ligado o soprador em sua potência mínima para que o carro flutue sobre o trilho sem atrito algum com atenção para evitar que o planador colida no suporte ao final do trilho.
5. Foi mensurado a massa total (mt) do sistema sujeito ao movimento, levando em conta que a massa total varia de acordo com o peso colocado no topo do planador.
6. Foi distribuído as massas entre o planador e porta pesos de modo que fique a maior parte das massas no planador e logo depois foi medido o valor da massa do porta peso, no qual permanece constante.
7. Foi anotado o valor do primeiro valor do conjunto de massa do planador e soltado o disparador
8. Foi anotado o tempo para percorrer o percurso determinado anteriormente, e depois repetido o processo mais duas vezes.
9. Foi retirado duas massas do planador (uma de cada lado) e soltado novamente o disparador, novamente realizando três vezes essa medida.
10. Foi repetido o mesmo procedimento anterior de duas em duas massas, totalizando a retirada de quatro pares de massas.
Para calcularmos a velocidade da esfera, primeiro precisamos obter os
resultados da distância e tempo.
Para calcularmos a velocidade da esfera, primeiro precisamos obter os
resultados da distância e tempo.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
	Com as mensurações das medidas feitas a partir do procedimento apresentado no tópico 3, foi desenvolvida a seguinte tabela:
Tabela 1: Dados experimentais da massa do porta peso, massa total do sistema e tempos.
	Pesos (nº)
	M ± ΔM (g)
	mt ± Δmt (g)
	Tempo 1 (s)
	Tempo 2 (s)
	Tempo 3 (s)
	t ± Δt estatístico 
	t ± Δt total
	10
	311
	325,5
	1,6942
	1,6492
	1,7524
	1,7008 ± 0,0421
	1,7008 ± 0,0421
	8
	291
	305,5
	1,6547
	1,6792
	1,6577
	1,6638 ± 0,0077
	1,6638 ± 0,0077
	6
	271
	285,5
	1,5981
	1,5583
	1,5964
	1,5842 ± 0,0130
	1,5842 ± 0,0130
	4
	251
	265,5
	1,5372
	1,5409
	1,5452
	1,5411 ± 0,0023
	1,5411 ± 0,0023
	2
	231
	245,5
	1,4696
	1,4645
	1,4574
	1,4638 ± 0,0035
	1,4638 ± 0,0035
Onde: 
M: Massa do planador (211g) + pesos de 10g.
Mt: Massa total do sistema: M + porta-peso (4,5g).
Como para descobrirmos o valor da gravidade também precisamos do valor da aceleração do planador, mas não a obtemos diretamente, ainda teremos que fazer alguns cálculos e transformações, que serão mostradas a seguir:
Tomando como base a fórmula da posição do MRUV, temos:
 (3)
E levando em conta as características de repouso inicial e colocando a origem do sistema na posição tomada pelo nosso objeto de análise, obtemos então:
 (4)
Levando em conta os dados de tempo médio da tabela 1 e o cálculo da aceleração, teremos a seguinte tabela:
Tabela 2: Aceleração em função do tempo e deslocamento.
	Aceleração (m/s²)
	Massa total do sistema (g)
	0,48
	325,5
	0,50
	305,5
	0,56
	285,5
	0,59
	265,5
	0,65
	245,5
Gráfico 1: Reta da aceleração em função massa total.
Fonte: Elaborado pelos autores.
Tabela 3: Valores de ln.
	ln (a) ± Δln (a)
	ln (mt) ± Δln (mt)
	-0,73
	5,78
	-0,69
	5,72
	-0,57
	5,65
	-0,52
	5,58
	-0,43
	5,50
Gráfico 2: Linearização da aceleração pela linearização da massa total.
Fonte: Elaborada pelos autores.
	Podemos observar na figura 1 que o gráfico linearizado apresenta comportamento linear com coeficiente angular(a) = X, em acordo com o valor esperado, e coeficiente linear(b) = X. Percebe-se que o coeficiente angular não chegou à exatidão de –1, mas ficou em um valor bem próximo. Utilizando ainda o coeficiente linear, obteve-se um valor da gravidade, isolando a gravidade na equação b = Ln(mg), teremos que e substituindo os valores em tal função, adquiriremos g = 10 ± 4 m/s².
igura x: gráfico da variação da distância que a esfera percorreu em 
relação ao tempo decorrido.
CONCLUSÃO
	Portanto, na primeira parte das medições, foi observado uma incerteza na aceleração devido aos valores inexatos dos tempos. Sendo assim, era de se esperar a variação do coeficiente angular e da gravidade.
	A gravidade certamente não atingiria os valores newtonianos simplesmente pela existência de forças dissipativas presentes no laboratório. Desse modo, somando isso com uma aceleração inexata, era explícitoque os valores da gravidade seriam alterados. 
	Contudo, pelas circunstâncias, os valores obtidos ofereceram excelência devido a boa aproximação com os valores “ideais”, sendo tal valor ideal com a gravidade igual a 9,81𝑚 𝑠 2
BIBLIOGRAFIA
AKIRA IWAMOTO, PROF. DR. W. et al. Guias e roteiros para Laboratório de Física 
Experimental I. 1ª Edição ed. Uberlândia: Instituto de Física da Universidade Federal de 
Uberlândia, 2014.
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