Portfólio - Física Geral

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TECNÓLOGO EM RADIOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
TAISLAINE VENTURA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 Física Geral 
 
 
 
 
 
 
 
PORTO DA FOLHA/SE 
2024 
 TAISLAINE VENTURA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 Física Geral 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado á disciplina Física Geral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTO DA FOLHA/SE 
2024 
 
 
 
 SUMÁRIO 
 
1. Capa________________________________________________________1 
2. Folha de rosto____________________________________________2 
3. Sumário_________________________________________________3 
4. Introdução_______________________________________________4 
5. Desenvolvimento______________________________________________5 
6. Referências bibliográficas___________________________________26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
A disciplina de Física Geral desempenha um papel fundamental na formação de 
estudantes nas áreas de ciências exatas e engenharia, proporcionando uma 
compreensão aprofundada dos princípios que regem o mundo físico ao nosso redor. 
O presente portfólio de aula prática de Física Geral concentra-se em quatro temas 
essenciais: caracterização do movimento, conservação de energia mecânica, 
colisões e fenômenos térmicos. Cada um desses temas desempenha um papel 
crucial na compreensão dos fenômenos físicos que ocorrem em nosso cotidiano e 
na construção do conhecimento científico. 
A primeira etapa das atividades aborda a caracterização do movimento, explorando 
conceitos como deslocamento, velocidade média e aceleração média. 
A segunda etapa concentra-se na transformação de energia, especificamente na 
relação entre energia potencial gravitacional e energia cinética, com destaque para o 
princípio da conservação da energia mecânica. 
A terceira etapa das atividades envolve o estudo das colisões, abordando diferentes 
tipos de colisões e suas características. Por fim, a quarta etapa concentra-se nos 
fenômenos térmicos e na troca de energia térmica entre os corpos. A importância 
desses temas reside no fato de que eles são fundamentais para a compreensão da 
natureza física do mundo em que vivemos. Através do estudo do movimento, da 
conservação de energia, das colisões e dos fenômenos térmicos, se desenvolvem 
habilidades analíticas, a capacidade de resolver problemas complexos e uma 
compreensão mais profunda das leis físicas que regem o universo. Ao abordar 
esses temas por meio de atividades práticas, há a oportunidade de aplicar os 
conceitos aprendidos, desenvolver habilidades experimentais e fortalecer a 
capacidade de raciocínio científico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO 
 ETAPA 1 - MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO 
Primeiramente, para montar o experimento, arrastei o nível bolha até o plano 
inclinado. Em seguida, nivelei a base clicando com o botão direito do mouse no nível 
bolha e selecionando a opção "Nivelar base". Posicionei o ímã arrastando-o até a 
indicação no plano inclinado. Esse ímã serviu posteriormente para fixar o carrinho. 
Também posicionei o fuso elevador para grandes inclinações. Em seguida, 
posicionei o sensor na marca de 300 mm na régua, clicando como botão esquerdo 
do mouse sobre o sensor. O sensor será usado para medir o tempo decorrido 
durante o movimento do carrinho. Observei a escala que aparece no canto da tela e 
identifiquei o ponto de ativação, indicado pelo ponto branco no sensor. Para ajustar 
a inclinação da rampa, cliquei com o botão direito do mouse no fuso elevador e 
selecionei a opção "Girar fuso". Ajustei o ângulo para 10°. Em seguida, liguei o 
multicronômetro. Conectando a fonte de alimentação do multicronômetro na tomada. 
Para ligar o multicronômetro cliquei em "Power" com o botão esquerdo do mouse. 
Conectei o cabo do sensor na porta S0 do multicronômetro, arrastando-o como 
botão esquerdo do mouse. Com isso, estabeleceu-se a conexão adequada para 
realizar as medições. Ao operar o multicronômetro, primeiramente selecionei o 
idioma desejado. Em seguida, foi necessário selecionar a função adequada para o 
experimento. Para isso, bastou clicar no botão adequado até que a função "F3 
10PASS 1SEN" fosse exibida. Após essa seleção, confirmei a escolha da função. 
Além disso, foi necessário definir o número de intervalos desejado. que no caso 
foram 10. Por fim, confirmei esta configuração. Após todas essas configurações, 
posicionei o carrinho no plano inclinado. Arrastei o carrinho até o ímã e o mantive 
em repouso até o momento em que desejei iniciar o movimento. Para soltar o 
carrinho, acessei a câmera "Bancada" e cliquei com o botão esquerdo do mouse 
sobre o ímã. A partir desse momento, o carrinho desceu pelo plano inclinado e o 
sensor mediu o intervalo de tempo entre as marcações presentes no carrinho. Após 
o experimento, realizei a leitura dos resultados. Também foi possível repetir o 
experimento. Durante o experimento, o sensor capturou medidas de tempo nas 
marcações de 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm,144 
mm, 162 mm e 180 mm, devido às marcações presentes no carrinho. Para registrar 
os resultados, é criada a seguinte tabela: 
 
 
 
 
 
 
1. Construa o gráfico S x t (Espaço x Tempo). 
 
 
 Eixo X = T(s); Eixo Y = S(m). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada 
pelo gráfico “Espaço x Tempo”? Qual o significado do coeficiente 
angular (declividade da tangente) do gráfico construído? 
 
Com base no gráfico Espaço x Tempo, a função representada é uma função 
de segundo grau ou uma função quadrática. Isso ocorre porque a relação 
entre o espaço percorrido (S) e o tempo (t) é descrita por uma equação do 
tipo S = a * t2 + b * t + c, onde "a", "b" e "c" são constantes. Quanto ao 
coeficiente angular ou declividade da tangente do gráfico, ele representa a 
taxa de variação do espaço em relação ao tempo, ou seja, a velocidade 
instantânea do objeto em movimento. O coeficiente angular é dado pela 
derivada da função S(t) em relação ao tempo (dS/dt). No caso de uma função 
quadrática, a derivada em relação ao tempo é uma função linear, 
representando a velocidade instantânea do objeto. A inclinação da reta 
tangente ao gráfico em um determinado ponto é igual à velocidade 
instantânea nesse ponto. Se a inclinação é positiva, indica que o objeto está 
se movendo em uma direção crescente no espaço. Se a inclinação é 
negativa, indica que o objeto está se movendo em uma direção decrescente 
no espaço. 
 
 
 
 
 
 
3. Construa o gráfico S x t2 (Espaço x Tempo2) 
 
 Eixo X = T2(s2); Eixo Y = S(m). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada 
pelo gráfico “Espaço x Tempo2”? Qual o significado do coeficiente 
angular do gráfico construído? 
Com base no gráfico "Espaço x Tempo2" apresentado, pode-se dizer que a função 
representada é uma função linear. Isso ocorre porque há uma relação direta e 
proporcional entre o espaço percorrido (S) e o quadrado do tempo (t2). O coeficiente 
angular do gráfico linear representa a taxa de variação do espaço em relação ao 
tempo ao quadrado. Ele indica o quanto o espaço percorrido aumenta à medida que 
o tempo ao quadrado aumenta. O coeficiente angular, também conhecido como 
declividade da reta, é uma medida da velocidade média do objeto. Se o coeficiente 
angular for positivo, indica que o espaço percorrido aumenta à medida que o tempo 
ao quadrado aumenta. Se o coeficiente angular for negativo, indica que o espaço 
percorrido diminui à medida que o tempo ao quadrado aumenta. O valor absoluto do 
coeficiente angular também pode fornecer informações sobre a velocidade média do 
objeto, sendo maiorpara objetos que se deslocam mais rapidamente. 
 
 
 
 
5. Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote 
em uma tabela semelhante à demonstrada a seguir. 
 
Vm (trecho) = ∆S/∆t 
 
Intervalos Vm (m/s) 
 
S0 a S2 (∆S2) / (∆t2) 
 
S2 a S4 (∆S4) / (∆t4) 
 
S4 a S6 (∆S6) / (∆t6) 
 
S6 a S8 (∆S8) / (∆t8) 
 
S8 a S10 (∆S10) / (∆t10) 
 
Portanto: 
 
∆S2 = S2 - S0 = 0.036 - 0.018 = 0.018 m 
 
∆t2 = t2 - t0 = 0.362 - 0.338 = 0.024 s 
 
∆S4 = S4 - S2 = 0.054 - 0.036 = 0.018 m 
 
∆t4 = t4 - t2 = 0.3874 - 0.362 = 0.0254 s 
 
∆S6 = S6 - S4 = 0.072 - 0.054 = 0.018 m 
 
∆t6 = t6 - t4 = 0.4115 - 0.3874 = 0.0241 s 
 
∆S8 = S8 - S6 = 0.09 - 0.072 = 0.018 m 
 
∆t8 = t8 - t6 = 0.4345 - 0.4115 = 0.023 s 
 
∆S10 = S10 - S8 = 0.108 - 0.09 = 0.018 m 
 
∆t10 = t10 - t8 = 0.4564 - 0.4345 = 0.0219 s 
 
Dessa forma: 
 
Vm (S0 a S2) = ∆S2/∆t2 = 0.018/0.024 = 0.75 m/s 
 
Vm (S2 a S4) = ∆S4/∆t4 = 0.018/0.0254 = 0.7087 m/s 
 
Vm (S4 a S6) = ∆S6/∆t6 = 0.018/0.0241 = 0.746 m/s 
 
Vm (S6 a S8) = ∆S8/∆t8 = 0.018/0.023 = 0.7826 m/s 
 
Vm (S8 a S10) = ∆S10/∆t10 = 0.018/0.0219 = 0.8219 m/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada 
pelo gráfico “velocidade x tempo”? Qual o significado do coeficiente 
angular do gráfico construído? (Lembre-se que no MRUV, a velocidade é 
dada por v = vo + at). 
O gráfico "velocidade x tempo" em um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado 
(MRUV) geralmente representa uma função linear, pois a relação entre a velocidade 
(v) e o tempo (t) é dada pela fórmula v = vo + at, onde vo é a velocidade inicial e a é 
a aceleração constante. No MRUV, o coeficiente angular do gráfico representa a 
aceleração (a) do movimento. O coeficiente angular é determinado pela inclinação 
da reta no gráfico velocidade x tempo. Se a reta for inclinada para cima, indica um 
movimento com aceleração positiva, enquanto uma inclinação para baixo indica uma 
aceleração negativa. O valor absoluto do coeficiente angular corresponde ao valor 
da aceleração. Quanto maior a inclinação da reta, maior será a aceleração, e vice-
versa. Portanto, o coeficiente angular do gráfico "velocidade x tempo" no MRUV 
representa a aceleração do movimento e sua magnitude indica o quão rápido a 
velocidade está mudando com o tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Qual a aceleração média deste movimento? 
am = ∆V / ∆t 
No intervalo de tempo S0 a S2: 
∆V2 = V2 - V0 = 0.7087 - 0.75 = -0.0413 m/s 
∆t2 = t2 - t0 = 2 - 0 = 2 s 
am2 = ∆V2 / ∆t2 = -0.0413 / 2 = -0.02065 m/s² 
No intervalo de tempo S2 a S4: 
∆V4 = V4 - V2 = 0.746 - 0.7087 = 0.0373 m/s 
∆t4 = t4 - t2 = 4 - 2 = 2 s 
am4 = ∆V4 / ∆t4 = 0.0373 / 2 = 0.01865 m/s² 
No intervalo de tempo S4 a S6: 
∆V6 = V6 - V4 = 0.7826 - 0.746 = 0.0366 m/s 
∆t6 = t6 - t4 = 6 - 4 = 2 s 
am6 = ∆V6 / ∆t6 = 0.0366 / 2 = 0.0183 m/s² 
No intervalo de tempo S6 a S8: 
∆V8 = V8 - V6 = 0.8219 - 0.7826 = 0.0393 m/s 
∆t8 = t8 - t6 = 8 - 6 = 2 s 
am8 = ∆V8 / ∆t8 = 0.0393 / 2 = 0.01965 m/s² 
No intervalo de tempo S8 a S10: 
∆V10 = V10 - V8 = 0 - 0.8219 = -0.8219 m/s 
∆t10 = t10 - t8 = 10 - 8 = 2 s 
am10 = ∆V10 / ∆t10 = -0.8219 / 2 = -0.41095 m/s² 
 
8. Ainda utilizando o gráfico, encontre a velocidade inicial do carrinho 
not0. Para isso, basta extrapolar o gráfico e verificar o valor da 
velocidade quando a curva “cruza” o eixo y. 
 
De acordo com o gráfico, a curva intersecta o eixo y em um valor próximo a 0.75 
m/s. Portanto, podemos considerar que a velocidade inicial do carrinho no instante t0 
é aproximadamente 0.75 m/s. 
 
9. Diante dos dados obtidos e dos gráficos construídos, monte a função 
horária do experimento. 
 
S = S0 + V0t + 1/2at2 
Considerando os valores obtidos: 
Aceleração (a) = 0.132 m/s² 
Tempo (t) = valor do tempo no eixo x do gráfico 
Velocidade inicial (V0) = 0.75 m/s 
Posição inicial (S0) = valor da posição inicial no eixo y do gráfico 
Portanto, a função horária do experimento seria: 
S = S0 + 0.75t + 0.5 * 0.132 * t2 
 
 
10. Por que é possível afirmar que esse movimento é uniformemente 
variado? 
 
Posso afirmar que esse movimento é uniformemente variado porque a aceleração 
(a) é constante ao longo do tempo. No gráfico da velocidade em função do tempo, 
observa-se que a velocidade aumenta de forma linear, indicando uma aceleração 
constante. Na função horária do movimento (S = S0 + V0t + 1/2at2), pude notar que 
o termo 1/2at2 indica uma variação quadrática no espaço em relação ao tempo, o 
que também é característico de um movimento uniformemente variado. Portanto, a 
constância da aceleração nesse movimento indica que ele é uniformemente variado. 
 
 
11. Faça o experimento com a inclinação de 20° e compare os resultados. 
 
Em uma inclinação de 20º, há uma alteração nas condições do movimento. Há um 
movimento em um plano inclinado, o que implica em uma mudança na aceleração 
do corpo. Essa mudança na aceleração afeta as medidas de velocidade e posição 
do corpo ao longo do tempo, e consequentemente, a função horária do movimento 
se torna diferente da obtida anteriormente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ETAPA 2 – PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA 
 
Primeiramente, nivelei a base do plano inclinado utilizando o nível bolha. Clicando 
sobre o nível bolha na bancada, ele foi arrastado até a posição indicada no plano 
inclinado. Para garantir o nivelamento, cliquei com o botão direito do mouse no nível 
bolha e selecionei a opção "Nivelar base". Em seguida, ajustei a posição do sensor 
na distância desejada. Clicando sobre o sensor, arrastou-se o mouse até obter a 
posição desejada. O sensor foi posicionado na marca de 300 mm na régua. Para 
regular a inclinação da rampa, utilizei o fuso elevador. O ângulo de inclinação do 
plano foi ajustado para 20°. Para ligar o multicronômetro, coloquei a fonte de 
alimentação na tomada arrastando-a para a posição desejada. Em seguida, conectei 
o cabo do sensor na porta S0 do cronômetro, arrastando-o para a posição correta. 
Para ligar o cronômetro, cliquei no botão "Power" e selecionei o idioma desejado. 
Selecionei a função "F2 VM 1 SENSOR". Inseri a largura do corpo de prova, 
ajustando o valor para 50 mm Confirmei o valor. Em seguida, realizei o ensaio com o 
corpo de prova oco. Posicionei o corpo de prova oco no plano inclinado arrastando-o 
para a posição desejada. Verifiquei os resultados no display do multicronômetro. 
Observei o resultado exibido, assim como a velocidade linear no intervalo. O 
procedimento foi repetido mais duas vezes com o corpo de prova oco. Para o ensaio 
com o corpo de prova maciço, repetiu-se o procedimento anterior. Realizei o ensaio 
com o corpo de prova maciço, também o repetindo três vezes. Ao finalizar os 
experimentos, segui para a seção "Avaliação de Resultados", respondendo de 
acordo com as observações feitas durante os experimentos, conforme se segue: 
 
 
1. Anote na Tabela a seguir os valores obtidos no experimento. Houve 
diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados? Se sim, 
intuitivamente, qual seria o motivo? 
 
 
 
 
 
 
 
Sim, houve diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados. O motivo 
para essa diferença pode ser atribuído às características físicas dos corpos de 
prova. O cilindro oco e o cilindro maciço possuem diferentes distribuições de massa 
em relação ao eixo de rotação, o que afeta o momento de inércia de cada corpo. O 
momento de inércia é uma grandeza que mede a resistência de um objeto à 
mudança de sua velocidade angular. No caso do movimento rotacional em um plano 
inclinado, o momento de inércia do corpo de prova está diretamente relacionado à 
velocidade angular, que, por sua vez, influencia a velocidade linear. O cilindro oco 
possui maior momento de inércia em relação ao cilindro maciço devido à sua 
distribuição de massa mais distante do eixo de rotação. Isso significa que, para uma 
mesma altura e ângulo de inclinação do plano, o cilindro oco terá uma velocidade 
angular menordo que o cilindro maciço. Consequentemente, a velocidade linear do 
cilindro oco será menor em comparação com o cilindro maciço. Portanto, a diferença 
nas velocidades dos corpos de prova ensaiados pode ser atribuída às diferenças 
nos momentos de inércia causadas pela distribuição de massa de cada corpo. 
2. Com as informações a seguir e as equações apresentadas no sumário 
teórico, e sabendo que o corpo de prova foi solto na posição 60 mm da 
régua, calcule e preencha a Tabela com os valores obtidos para as 
grandezas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para o cilindro oco: 
m = 110 g = 0.11 kg 
r1 = di/2 = 40 mm/2 = 0.02 m 
r2 = de/2 = 50 mm/2 = 0.025 m 
V (cilindro oco) = 0.909290 m/s 
I (cilindro oco) = (1/2) * m * (r12 + r22) = (1/2) * 0.11 * (0.022 + 0.0252) = 
0.000056375kg.m² 
W (cilindro oco) = V / r2 = 0.909290 / 0.025 = 36.3716 rad/s 
Kt (cilindro oco) = (1/2) * m * V2 = (1/2) * 0.11 * 0.9092902 = 0.0458684 J 
Altura da descida = 0.909290 m 
Kr (cilindro oco) = (1/2) * 0.000056375* 36.37162 = 0.0372890 J 
K (cilindro oco) = 0.0458684 J + 0.0372890 J = 0.083157 J 
U (cilindro oco) = 0.11 kg * 9.8 m/s2 * 0.909290 m = 0.9896 J 
ER% (cilindro oco) = ((0.833157 J - 0.9896 J) / 0. 0.9896 J) * 100 = 91.6737%. 
 
Para o cilindro maciço: 
 
 
m = 300 g = 0.3 kg 
r = de/2 = 50 mm/2 = 0.025 m 
V(cilindro maciço) = 0.993982 m/s 
I(cilindro maciço) = (1/2) * m * r2 = (1/2) * 0.3 * 0.0252 = 0.00009375 kg.m² 
w(cilindro maciço) = V / r = 0.993982 / 0.025 = 39.7593 rad/s 
Kt (cilindro maciço) = (1/2) * m * V2 = (1/2) * 0.3 * 0.9939822 = 0.148457 J 
Altura da descida = 0.993982 m 
Kr (cilindro maciço) = (1/2) * 0.00009375 * 39.75932 = 0.1482 J 
K (cilindro maciço) = 0.148457 J + 0.1482 J = 0.296657 J 
U (cilindro maciço) = 0.3 kg * 9.8 m/s2 * 0.993982 m = 2.9356 J 
ER% (cilindro maciço) = [(2.9356 - 0.296657) / 2.9356] * 100 = 89.8681% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das 
energias cinéticas de translação e rotação? Por quê? 
Não é correto afirmar que a energia potencial gravitacional é igual à soma das 
energias cinéticas de translação e rotação. A energia potencial gravitacional e as 
energias cinéticas de translação e rotação são formas diferentes de energia e não 
podem ser diretamente somadas entre si. A energia potencial gravitacional está 
relacionada à altura de um objeto em relação a um ponto de referência e é 
determinada pela massa do objeto, a aceleração da gravidade e a altura em que se 
encontra. É a energia associada à posição do objeto em um campo gravitacional. 
Por outro lado, as energias cinéticas de translação e rotação estão relacionadas ao 
movimento do objeto. A energia cinética de translação está associada ao movimento 
linear do objeto, enquanto a energia cinética de rotação está associada ao 
movimento rotacional do objeto em torno de um eixo. Ambas as energias são 
determinadas pela massa do objeto e sua velocidade linear ou angular, 
respectivamente. Portanto, a energia potencial gravitacional e as energias cinéticas 
de translação e rotação são grandezas distintas e não podem ser diretamente 
somadas. Cada uma delas descreve um aspecto diferente do comportamento 
energético do objeto 
 
4. Calcule o erro relativo entre a energia envolvida quando o corpo de 
prova está no topo do plano e a energia quando ele passa pelo sensor. 
Caso o erro seja maior que zero, qual seria o motivo para isto? 
 
ER% = |(K - U)/U| * 100% 
ER% = |(0.083157 J - 0.9896 J)/0.9896 J| * 100% 
ER% = |-0.906443 J/0.9896 J| * 100% 
ER% = 0.9161 * 100% 
ER% = 91.61% 
 
Se o valor do erro for maior que zero, significa que a energia não foi 
conservada durante a descida do corpo pelo plano, o que pode ter ocorrido 
devido a diversos fatores, como o atrito entre o corpo e o plano, a resistência 
do ar, a deformação do corpo durante a descida, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
5. Como você definiria a conservação da energia em termos das energias 
envolvidas neste experimento? 
 
A conservação da energia pode ser definida como a manutenção da quantidade total 
de energia ao longo do movimento do corpo de prova. Durante o experimento, 
diferentes formas de energia estão envolvidas, como a energia potencial 
gravitacional, a energia cinética de translação e a energia cinética de rotação. A 
energia potencial gravitacional está presente no início do movimento, quando o 
corpo de prova está no topo do plano inclinado. De acordo que o corpo desce, essa 
energia é convertida em energia cinética de translação e energia cinética de rotação. 
A energia cinética de translação está relacionada ao movimento do corpo como um 
todo, considerando sua velocidade linear. Já a energia cinética de rotação está 
associada à rotação do corpo em torno do seu eixo. A conservação da energia 
ocorre quando a quantidade total de energia se mantém constante durante todo o 
movimento. No caso deste experimento, a energia potencial gravitacional é 
convertida em energia cinética de translação e energia cinética de rotação à medida 
que o corpo de prova desce pelo plano inclinado. Embora haja perdas de energia 
devido a fatores como atrito e dissipação térmica, a soma das energias cinéticas e a 
energia potencial gravitacional inicial devem ser constantes ao longo do movimento, 
de acordo com o princípio da conservação da energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ETAPA 3 – LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES 
Parte 1 – lançamentos horizontais: 
Acessei a câmera "EPIs" permitindo a visualização do armário de Equipamentos de 
Proteção Individual (EPIs). No caso desse experimento, foi necessário utilizar o 
jaleco. Para preparar o experimento, moveu-se um papel ofício para colocá-lo sob o 
lançador. Cliquei com o botão direito do mouse nos papéis e selecionou-se a opção 
"Colocar sob o lançador". Utilizei o prumo de centro para marcar a projeção 
ortogonal do final da rampa sobre o papel. Para isso, cliquei com o botão direito do 
mouse no prumo e selecionou-se a opção "Marcar origem". Essa ação resultou em 
uma linha no papel, indicando a posição inicial para a medida do alcance horizontal. 
Em seguida, posicionei o papel carbono sobre a folha de papel ofício. 
Para os lançamentos horizontais, coloquei a esfera metálica 2 no lançador 
horizontal. Uma nova janela foi exibida com as opções de altura, onde se escolheu a 
opção de posicionar a esfera metálica a uma altura de 100 mm ao realizar o 
lançamento, observei que a esfera entrava em contato com o papel carbono, 
deixando uma marca na folha de papel ofício, e retornava à sua posição inicial. 
Repeti esse procedimento até que a esfera fosse lançada 5 vezes da altura indicada. 
Após obter os dados, avaliei-os. Removi o papel carbono. Utilizei o compasso para 
fazer uma circunferência que envolvia todas as marcações feitas na folha. Em 
seguida, assinalei o centro da circunferência com a caneta. 
Para medir o alcance e calcular a velocidade, utilizei régua. Utilizei a régua para 
medir a primeira marcação. Foi possível visualizar a escala da régua. Utilizando a 
régua, encontrei o valor médio do alcance horizontal para os lançamentos 
realizados. Em seguida, calculei a velocidade da esfera metálica no momento em 
que ela deixou a rampa utilizando as equações apresentadas no sumário teórico 
deste laboratório virtual. Por fim, descartei a folha de papel utilizada. Dessa forma, 
finalizei o experimento, garantindo a correta manipulação dos equipamentos e a 
realização das etapas conforme descrito nas instruções. 
 
Parte 2 – Encontrando as massas (Colisões): 
Primeiramente, assegurei-me que a balança estivesse ligada. Em seguida, a esfera 
metálica 1 foi movida para a balança. A massa da esfera foi verificada em gramas. 
Posteriormente, a esfera metálica 1 foi retornada para sua posição inicial. Em 
seguida, a esfera metálica 2 foi movida para a balança da mesma forma, verificando-
se sua massaem gramas. Após isso, a esfera metálica 2 também foi retornada para 
sua posição inicial e a balança foi desligada. Para preparar o experimento, o papel 
ofício foi posicionado sob o lançador. O prumo de centro foi utilizado para marcar a 
projeção ortogonal do final da rampa sobre o papel. Isso resultou em uma linha no 
papel, indicando a posição inicial para a medida do alcance horizontal. 
Em seguida, o papel carbono foi posicionado sobre a folha de papel ofício. 
Para promover as colisões, a esfera foi colocada no lançador. A esfera metálica 1 foi 
posicionada na altura de 0 mm, observando que ela permaneceu parada no final da 
rampa. A esfera metálica 2 foi posicionada na altura de 100 mm. 
O procedimento de colisões foi repetido até que as esferas colidissem e fossem 
lançadas 5 vezes a partir das alturas indicadas. Após obter os dados, o papel 
carbono foi removido da folha de papel. Utilizei o compasso para fazer duas 
circunferências envolvendo todas as marcações causadas por uma mesma esfera 
na folha de papel ofício. Os centros das circunferências foram assinalados com a 
caneta. 
Para medir os alcances e calcular as velocidades foi usada a régua. Uma janela com 
a graduação detalhada da régua foi aberta. A primeira marcação foi medida com a 
régua. Foi possível visualizar a escala da régua. Utilizando a régua, encontrei o valor 
médio do alcance horizontal da esfera que produziu as marcações no papel. Em 
seguida, calculei o valor da velocidade para cada esfera metálica imediatamente 
após a colisão, utilizando as equações apresentadas no sumário teórico do 
laboratório virtual. 
Para finalizar o experimento, descartei a folha de papel utilizada. Dessa forma, todas 
as etapas foram concluídas de acordo com as instruções. Por fim, após analisar 
todos os resultados, segui para a seção "Avaliação de Resultados" presente no 
roteiro do experimento, respondendo de acordo com as observações realizadas 
durante o experimento, conforme se segue: 
 
1. Qual foi o valor médio do alcance horizontal para os lançamentos 
realizados? 
Valor médio do alcance horizontal para os lançamentos = 28,4cm. 
2. Qual a velocidade da esfera metálica quando ela perde contato com a 
rampa? 
Tempo de queda (t): 
t = √(2H/g) 
t = √(2 * 0.1 / 9.8) 
t ≈ 0.14 segundos 
Velocidade na direção vertical (vy): 
vy = √(2gH) 
vy = √(2 * 9.8 * 0.1) 
vy ≈ 1.4 m/s 
Velocidade na direção horizontal (vx): 
vx = A / t 
vx = 0.284 / 0.14 
vx ≈ 2.03 m/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? 
 
A primeira esfera produz a circunferência mais à direita da folha, uma vez que é 
lançada após a colisão. Já a segunda esfera produz a circunferência mais à 
esquerda da folha. 
 
4. Qual o alcance de cada esfera metálica no ensaio de colisão? 
 
Valor médio do alcance horizontal da segunda esfera = 3 cm 
Valor médio do alcance horizontal da primeira esfera = 26,5cm 
 
 
5. Qual a velocidade de cada uma das esferas metálicas logo após a 
colisão? 
Coeficiente de restituição (e) = |𝑣𝑣' − 𝑣𝑣'| / |𝑣𝑣 − 𝑣𝑣| 
Massa da Esfera 1 = 24.1 g 
Massa da Esfera 2 = 24.3 g 
Valor médio do alcance horizontal da Esfera 1 = 26.5 cm 
Valor médio do alcance horizontal da Esfera 2 = 3 cm 
Valor médio do alcance horizontal da Esfera 1 = 26.5 cm = 0.265 m 
Para Esfera 1: 
t = A / 𝑣𝑣 
t = 0.265 m / 𝑣𝑣 
H = 0 mm (altura em relação ao solo) 
vy = √(2gH) 
vy = 0 m/s 
vx = A / t 
vx = 0.265 m / t 
e = |𝑣𝑣' − 𝑣𝑣'| / |𝑣𝑣 − 𝑣𝑣| 
e = |v1 - 0| / |0 - 𝑣𝑣| 
 
 
Portanto, para a Esfera 1: 
e = 1 
|v1 - 0| / |0 - 𝑣𝑣| = 1 
|v1| / |𝑣𝑣| = 1 
|v1| = |𝑣𝑣| 
Portanto, a velocidade da Esfera 1 após a colisão é igual à sua velocidade na 
direção horizontal antes da colisão, que é o valor médio do alcance horizontal da 
Esfera 1: 
V1 = 0.265 m/s 
Para esfera 2: 
Valor médio do alcance horizontal da Esfera 2 = 3 cm = 0.03 m 
t = A / 𝑣𝑣 
t = 0.03 m / 𝑣𝑣 
Vy = √(2gH) 
Vy = √(2 * 9.8 m/s^2 * 0.1 m) 
Vy = √(1.96 m^2/s^2) 
Vy = 1.4 m/s 
Vx = A / t 
Vx = 0.03 m / t 
E = |𝑣𝑣' − 𝑣𝑣'| / |𝑣𝑣 − 𝑣𝑣| 
E = |v2 - 0| / |0 - 𝑣𝑣| 
E = 1 
V2 - 0| / |0 - 𝑣𝑣| = 1 
|v2| / |𝑣𝑣| = 1 
|v2| = |𝑣𝑣| 
Assim, a velocidade da Esfera 2 após a colisão é igual à sua velocidade na direção 
horizontal antes da colisão, que é o valor médio do alcance horizontal da Esfera 2: 
V2 = 0.03 m/s 
ETAPA 4 – CALORIMETRIA 
Assegurei a determinação da capacidade térmica de um calorímetro. Para isso, foi 
acessada a câmera "EPI”. 21O armário foi aberto, permitindo o acesso aos 
Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) necessário para o experimento. Os 
EPIs utilizados foram o jaleco e os óculos de proteção. A câmera "Bancada" foi 
acessada para prosseguir com o experimento. Para tarar a balança, o béquer foi 
posicionado sobre ela. Em seguida, a câmera "Balança" foi acessada para visualizar 
o béquer na balança. Liguei a balança. Para desprezar a massa do béquer, a 
balança foi tarada. O béquer foi então retornado para a bancada. A câmera 
"Bancada" foi acessada novamente para retornar à tela inicial do experimento. 
Primeira Parte (Adicionando água no béquer): Para adicionar água no béquer, 
transferi 100 ml de água com a pissite. A pissite foi pressionada para inserir água no 
béquer, e a quantidade de água adicionada foi observada através da escala exibida 
no canto da tela. Para medir a massa da água, o béquer com a água foi colocado 
sobre a balança. Acessei a câmera "Balança" para visualizar a medição da massa. O 
valor da massa exibido pela balança foi observado e anotado. Em seguida, o béquer 
foi retirado da balança. Retornei à tela inicial do experimento. Para ajustar o 
aquecimento, o béquer foi posicionado sobre o sistema de aquecimento. Verifiquei 
que o béquer se posicionou corretamente no sistema de aquecimento. Acessei a 
câmera de "Aquecimento" para visualizar o sistema em questão. Liguei o sistema de 
aquecimento. A chama do bico de Bunsen foi observada para garantir seu 
funcionamento adequado. A velocidade de aquecimento do fluido contido no béquer 
foi ajustada clicando e arrastando. Em seguida acessei a câmera "Bancada" para 
retornar à tela inicial do experimento. Para medir a temperatura de aquecimento, foi 
necessário clicar com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecionar a 
opção "Medir béquer". A temperatura da água em aquecimento foi observada no 
canto da tela. 
O aquecimento da água foi aguardado até atingir aproximadamente 80°C. Em 
seguida, o sistema de aquecimento foi desligado. Para retirar o béquer do sistema 
de aquecimento, clicou-se com o botão direito do mouse sobre o béquer e 
selecionou-se a opção "Colocar na mesa". Vale ressaltar que só foi possível remover 
o béquer do sistema de aquecimento se o bico de Bunsen estivesse desligado. Em 
seguida, acessei a câmera "Bancada" para retornar à tela inicial do experimento. 
Para medir a temperatura inicial do calorímetro, utilizei o termômetro. A temperatura 
inicial do calorímetro foi observada e anotada. Para adicionar água ao calorímetro, a 
água aquecida contida no béquer foi transferida para ele. Observei que a água foi 
adicionada ao calorímetro. Para acelerar a troca térmica entre o calorímetro e a 
água aquecida, agitei o conteúdo do calorímetro. Em seguida, a temperatura no 
calorímetro foi medida com o termômetro. A temperatura do calorímetro foi 
observada, aguardando-se até que ela se estabilizasse, e seu valor foi anotado 
como Tc. 
Para desmontar o experimento, a água foi retirada do calorímetro e o termômetro foi 
desligado. Segunda Parte (Adicionando óleo no béquer): Inicialmente, transferi 100 
ml de óleo para um béquer, utilizando à pissita. Em seguida, pressionou-se a pissita 
para inserir o óleo no béquer, observando a quantidade adicionada por meio da 
escala exibida no canto da tela.Após, retornei a pissita para a bancada. Para medir 
a massa do óleo, acessei a câmera "Balança" e verifiquei se ela estava ajustada 
corretamente, apresentando um valor negativo equivalente à massa do béquer. 
Caso estivesse ajustada, colocou-se o béquer, com o óleo, sobre a balança. 
Observei e anotei o valor da massa. Em seguida, retirei o béquer da balança. No 
caso de a balança não estar ajustada corretamente, repetiu-se o procedimento de 
tara da balança conforme demonstrado na parte I. Prosseguindo, posicionei o 
béquer sobre o sistema de aquecimento. Acessei a câmera "Aquecimento" para 
visualizar o sistema em questão e, em seguida, liguei o sistema de aquecimento. 
Observei a chama do bico de Bunsen para assegurar seu funcionamento adequado. 
Para medir a temperatura de aquecimento do óleo, utilizei o termômetro. A 
temperatura do óleo em aquecimento foi exibida no canto da tela. Aguardei o 
aquecimento do óleo até atingir aproximadamente 80°C e, então, desliguei o sistema 
de aquecimento. Acessei novamente a câmera "Aquecimento". Ressalta-se a 
importância de garantir que o bico de Bunsen esteja desligado antes de remover o 
béquer do sistema de aquecimento. Em seguida, coloquei o béquer na mesa. 
Retornei à tela inicial do experimento. Utilizei o termômetro para medir a temperatura 
inicial do calorímetro. Observei e anotei a temperatura inicial do calorímetro. A 
próxima etapa consistiu em adicionar o óleo aquecido, contido no béquer, ao 
calorímetro. Notou-se que a água foi adicionada ao calorímetro. Com o objetivo de 
acelerar a troca térmica entre o calorímetro e o óleo aquecido, agitei o conteúdo do 
calorímetro. Após aguardar a estabilização da temperatura do calorímetro, medi a 
sua temperatura. Observei a temperatura do calorímetro, aguardei até que ela se 
estabilizasse e anotei o seu valor. Por fim, para desmontar o experimento, retirei o 
óleo do calorímetro e desliguei o termômetro. Após concluir essas etapas, segui 
para a seção "Avaliação de Resultados" e respondi de acordo com as observações 
realizadas durante o experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
Parte 1: 
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da 
conservação de energia: 
 QCEDIDO = QRECEBIDOQCEDIDO 
 PELA ÁGUA QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO 
M1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) 
C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) 
Onde: 
C = capacidade térmica do calorímetro; 
M1 = massa de água; 
c = calor específico da água (1cal/g °C); 
T1= temperatura da água quente; 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; 
TC = temperatura no interior do calorímetro 
 
1. Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o 
valor obtido com valores de calor específico de óleos vegetais 
encontrados na internet. Justifique eventuais diferenças 
Massa de óleo (m1) = 97.13 g 
Temperatura inicial do calorímetro (Tc) = 25.6ºC 
Temperatura final de equilíbrio do sistema (Tf) = 81ºC 
Temperatura no interior do calorímetro (TC) = 71.3ºC 
Capacidade térmica do calorímetro (C) ≈ 1016.63 cal/°C 
c = C * (Td - TC) / (m1 * (Tc - Td) 
c = 1016.63 cal/°C * (81ºC - 71.3ºC) / (97.13 g * (25.6ºC - 81ºC)) 
c ≈ 1016.63 cal/°C * 9.7ºC / (-7568.6 g * -55.4ºC) 
c ≈ -10062.11 cal / (-417949.24 g * °C) 
c ≈ 0.024 cal/g°C 
 
Com base na literatura, os valores típicos de calor específico de óleos vegetais 
variam entre 1,9 a 2,8 cal/g°C. No entanto, é importante ressaltar que esses valores 
podem variar dependendo da fonte, da composição específica do óleo e das 
condições de medição. 
No experimento realizado, o valor obtido para o calor específico do óleo foi 
aproximadamente 0,024 cal/g°C. Esse valor é consideravelmente menor do que os 
valores típicos encontrados na literatura para óleos vegetais. Essa diferença pode 
ser atribuída a vários fatores, tais como: 
- Composição específica do óleo: O óleo utilizado no experimento pode ter uma 
composição diferente dos óleos vegetais utilizados nas referências encontradas. 
Diferentes ácidos graxos e outros componentes presentes no óleo podem influenciar 
o calor específico. 
- Erros de cálculo. 
- Erros experimentais: O experimento em si pode ter envolvido erros experimentais 
que afetaram a precisão dos resultados, como medições imprecisas de temperatura 
ou massa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
No decorrer dos quatro experimentos realizados, pude aprofundar meu 
conhecimento e compreensão em diferentes conceitos da física. Através da 
caracterização do movimento de um objeto, explorei o deslocamento, a velocidade 
média e a aceleração média, compreendendo a relação entre essas grandezas e a 
variação no tempo. Foi possível interpretar e analisar gráficos que representavam 
essas variáveis físicas, o que contribuiu para a capacidade de visualizar e interpretar 
diferentes padrões de movimento. Na segunda etapa, concentrei a atenção nos 
processos de transformação de energia durante um movimento, levando em 
consideração o princípio da conservação de energia. Consegui explorar como a 
energia mecânica se transforma entre diferentes formas, como energia cinética e 
energia potencial, e como essa transformação afeta o movimento do objeto em 
questão. Compreender esse princípio me permitiu reconhecer e analisar as 
diferentes formas de energia envolvidas em um sistema físico. No terceiro 
experimento, foi dedicado ao estudo das colisões, identificando os diferentes tipos 
de colisões e suas características. Fui capaz de analisar as propriedades e 
descrever o comportamento dos corpos antes e depois da colisão, aplicando o 
princípio da conservação de energia nesse contexto. Essa experiência me 
proporcionou uma visão mais aprofundada sobre a conservação de energia em 
colisões e como ela influencia o movimento dos objetos envolvidos. Por fim, na 
quarta etapa, foi explorado os fenômenos relacionados à troca de energia térmica 
entre corpos. Determinando a capacidade térmica de um calorímetro e utilizamos 
esse dado para calcular o calor específico de diversas substâncias. Compreendendo 
como a energia térmica se transfere entre os corpos e como a quantidade de 
energia transferida está relacionada às propriedades específicas das substâncias. 
Essa etapa me permitiu aplicar conceitos de termodinâmica e expandir meu 
entendimento sobre a transferência de energia térmica. Em resumo, ao realizar 
esses quatro experimentos, tive a oportunidade de aprofundar meu conhecimento 
em diferentes áreas da física, como cinemática, conservação de energia, colisões e 
termodinâmica. Cada etapa contribuiu para minha compreensão dos princípios 
fundamentais que regem o comportamento dos corpos no espaço e as diferentes 
formas de energia envolvidas nesses processos. 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BORGNAKKE, Claus. Fundamentos da termodinâmica. São Paulo: Blucher, 2018. 
HEWITT, Paul G. Fundamentos de física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2009. 
SILVA FILHO, Matheus Teodoro Da. Fundamentos de eletricidade. Rio de Janeiro: 
LTC, 2018. 
HOLOS. ISSN: 1807-1600