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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA - UAF CURSO SUPERIOR EM ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA :FÍSICA EXPERIMENTAL I TURMA: 11 PROFESSORA: GABRIELA COUTINHO LUNA ALUNO: JOELITON MELO VIANA MATRÍCULA: 123110188 MEDIDAS DE TEMPO Campina Grande 2024 2 SÚMARIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 3 1.1. Objetivo Geral ............................................................................................................ 3 1.2. Material Utilizado no Experimento ........................................................................... 3 1.2.1. Montagem do equipamento................................................................................ 3 2. PROCEDIMENTOS E ANÁLISES ................................................................................ 3 2.1. Coleta de dados .......................................................................................................... 3 2.1.1. Parte I ................................................................................................................. 3 2.1.2. Parte II ................................................................................................................ 4 2.2. Dados coletados ......................................................................................................... 4 2.3. Tratamentos dos dados coletados ............................................................................... 5 2.3.1. Parte I ................................................................................................................. 5 2.3.2. Parte 2 ................................................................................................................ 6 3. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 7 3 1. INTRODUÇÃO 1.1.Objetivo Geral O experimento tem como objetivo geral determinar o tempo de reação de uma pessoa pegando um objeto que cai em queda livre sem que haja aviso (primeiro experimento) e depois calcular a incerteza do intervalo de tempo medido em que um pêndulo simples oscila dez vezes (segundo experimento). 1.2. Material Utilizado no Experimento O material utilizado para a realização do experimento consiste em: Corpo básico (1), armadores (2.1), esfera com gancho (2.2), escala milimetrada, complementar (2.5), cronômetro(2.21), régua milimetrada(2.27) e cordão. Abaixo está a montagem do equipamento utilizado. 1.2.1. Montagem do equipamento 2. PROCEDIMENTOS E ANÁLISES 2.1.Coleta de dados 2.1.1. Parte I Ao chegar em laboratório a professora nos instruiu todo o passo a passo de como realizar o experimento. Pediu – se para que a turma se organizasse em grupos, e nesses grupos enquanto uns faziam o primeiro experimento os demais faziam o outro. Separados em duplas, primeiramente foi pedido ao colega A para que segurasse a régua na vertical na posição 50 cm enquanto o colega B ficava com os dedos próximos e entre abertos na posição 0 cm. Sem que houvesse aviso prévio a régua foi soltada pelo colega A e o colega B a 4 segurou. Esse processo se repetiu dez vezes, e após isso os colegas permutaram suas posições, repetindo mais dez vezes o processo. Todas as medidas onde a régua era pega foram armazenadas nas tabelas IA e IB. 2.1.2. Parte II Como todo o equipamento já estava organizado e montado, prosseguimos na realização do experimento. Com o pêndulo montado no corpo básico, medimos o cordão no qual estava presa uma esfera, o tamanho foi de 70 cm. Nesse experimento, o colega A suspendia a esfera e a soltava, dando impulso para ela oscilar por dez vezes, enquanto isso o colega B usava um cronômetro para aferir o tempo até que se completasse as dez oscilações. O processo repetiu – se dez sessões cada uma com dez oscilações, e após isso foi a vez do colega B. Todos os dados foram armazenados nas tabelas IIA e IIB. 2.2.Dados coletados Tabela IA – (Distâncias de queda) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S (cm) 47 24 18,5 18,5 32,5 21,5 27,5 40 19 18 Tabela IB – (Distâncias de queda para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S (cm) 12 17,5 10 4 5 10 14 6,5 9,5 10,5 Comprimento do pêndulo: L = 70 cm. Tabela IIA – (Intervalos de tempo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∆t (s) 16,85 17,04 16,75 16,59 16,84 16,75 16,62 16,71 16,71 16,52 Tabela IIB – (Intervalos de tempo para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∆t (s) 16,82 17,31 17,34 16,71 16,72 16,76 16,82 16,67 16,25 16,54 5 2.3.Tratamentos dos dados coletados 2.3.1. Parte I Utilizando a equação horária do espaço do movimento uniformemente variado 𝑆 = 𝑆𝑜 + 𝑣𝑜𝑡 + 𝑔𝑡2 2 podemos calcular o tempo de queda do objeto. Como 𝑆𝑜 = 0 e 𝑣𝑜 = 0, temos a equação 𝑆 = 𝑔𝑡2 2 , isolando o tempo ficamos com 𝑡 = √ 2𝑆 𝑔 . Tomando 9,81 m/s², foram calculados os instantes de tempo e dispostos nas tabelas IIIA e IIIB. Tabela IIIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S (m) 0,47 0,24 0,18 0,18 0,32 0,22 0,28 0,40 0,19 0,18 ∆𝒕 (𝒔) 0,31 0,22 0,19 0,19 0,26 0,21 0,24 0,28 0,20 0,19 Espaço – S (m) Tempo - ∆𝒕 (𝒔) Valor Médio 0,2595 0,229 Desvio Padrão da Média 0,12 0,24 Valor Verdadeiro - Intervalo de confiança 0,26 ± 0,12 0,23 ± 0,24 Tabela IIIB (Para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S (m) 0,12 0,175 0,10 0,04 0,05 0,10 0,14 0,065 0,095 0,0105 ∆𝑡 (𝑠) 0,16 0,19 0,14 0,09 0,10 0,14 0,17 0,12 0,14 0,05 6 Espaço – S (m) Tempo - ∆𝑡 (𝑠) Valor Médio 0,08955 0,13 Desvio Padrão da Média 0,047 0,04 Valor Verdadeiro - Intervalo de Confiança 0,090 ± 0,047 0,13 ± 0,04 2.3.2. Parte 2 Tratamento dos dados do segundo experimento tabelas IIA e IIB. Tabela IIA – (Intervalos de tempo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∆t (s) 16,85 17,04 16,75 16,59 16,84 16,75 16,62 16,71 16,71 16,52 Tempo - ∆t (s) Valor Médio 16,738 Desvio Padrão da Média 0,85 Valor Verdadeiro – Intervalo de confiança 16,74 ± 0,85 Tabela IIB – (Intervalos de tempo para o colega) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∆t (s) 16,82 17,31 17,34 16,71 16,72 16,76 16,82 16,67 16,25 16,54 Tempo - ∆t (s) Valor Médio 16,794 -*-3Desvio Padrão da Média 0,32 Valor Verdadeiro – Intervalo de confiança 16,79 ±0,32 7 3. CONCLUSÃO Por fim, o objetivo geral do experimento foi alcançado, conseguimos realizar com sucesso a medição do tempo de uma reação individual e a incerteza nas medições de tempo. A medição do tempo de reação de um intervalo da ordem de medição não é tão importante, visto que assim é mais provável que haja erros. Já a medição do tempo em um intervalo de tempo muito maior que o de reação é muito bom, pois assim a medida fica com uma maior precisão. Na análise de leitura caso uma leitura seja única utilizamos o valor que foi obtido, porém se uma medida for resultado de várias leituras deve -se calcular a média e o desvio padrão, desse modo calculamos a incerteza das medidas. É importante frisar que quanto mais medidas sejam coletadas, maior é a precisão da medida. A partir dos experimentos, vimos que foi de suma importância colocar os conhecimentos adquiridos de forma teórica nas aulas, tratando os dados que foram coletados por nós mesmos. 2
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