Relatório de Aula Prática - Física

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UNIVERSIDADE NORTE DO PARANÁ (UNOPAR)
Marcos Alberto Pinto de Almeida Vicente Filho
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL: ENERGIA
 Princípio da Conservação da Energia 
Estática - Balança de Prato
 Hidrostática 
Dilatômetro
Canoas, RS
22/04/2024
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
TESTE 01
 PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
Checklist:
1. Acesse a plataforma online da ALGETEC.
2. Acesse o Experimento Virtual “Princípio da Conservação da Energia”.
3. Posicione o nível sobre o plano inclinado e nivele a base.
4. Ajuste o sensor para a posição 300 mm na régua.
5. Regule a inclinação da rampa para 20º.
6. Conecte a fonte de energia do multicronômetro na tomada.
7. Conecte o cabo do sensor na porta S0 do multicronômetro.
8. Ligue o multicronômetro.
9. Escolha o idioma do multicronômetro.
10. Selecione a função “F2 VM 1 SENSOR”.
11. Insira a largura do corpo de prova, que será de 50 mm.
12. Posicione o cilindro oco próximo ao bloco de madeira e solte o botão do mouse.
13. Verifique o valor da velocidade linear e anote na tabela.
14. Repita os passos 12 e 13 mais duas vezes.
15. Repita o experimento com o cilindro maciço.
16. Posicione o mouse sobre os objetos para coletar os dados de dimensão e massa.
17. Preencha a tabela com as grandezas solicitadas através dos cálculos com os dados
medidos.
18. Compare os valores da Energia Potencial Gravitacional Inicial e da Energia Cinética Total.
Princípio de conservação de energia - Movimento de Rolamento: dois cilindros, com 
características diferentes foram submetidos a um movimento de translação com rotação, 
que ocorreu em um plano inclinado. Durante a realização da atividade foi necessário a 
utilização de um multicronômetro digital ligado a um sensor, o qual registrou a velocidade 
de translação dos dois cilindros de aço (um oco e um maciço). Com os dados obtidos foi 
possível calcular grandezas como a velocidade angular, o momento de inércia, a energia 
cinética de translação, a energia cinética de rotação e a energia potencial gravitacional para 
cada um dos objetos testados. 
Após realizado os procedimentos 12 e 13 no experimento três vezes para cada objeto, foi
possível encontrar a média dos seguintes dados: 
Velocidade Linear (m/s) Cilindro Oco Cilindro maciço
Descida 1 0,054 m/s 0,049 m/s
Descida 2 0,056 m/s 0,050 m/s
Descida 3 0,056 m/s 0,049 m/s
Média 0,055 m/s 0,049 m/s
Dados dos cilindros: 
Especificações Cilindro Oco Cilindro Maciço
Massa (kg) 0,110 kg 0,300 kg
Diâmetro interno (m) 0,4 mm -
Diâmetro externo (m) 0,5 mm 0,5 mm
 Sabendo que o cilindro foi solto da posição inicial 60 mm, e utilizando as devidas fórmulas
foram encontrados os seguintes dados:
Grandezas Cilindro Oco Cilindro Maciço
Momento de Inércia (kg. m²) 0,000056375 kg.m² 0,00009375 kg.m²
Velocidade Linear Média
(m/s)
0,05 m/s 0,049 m/s
Velocidade Angular (rad/s) 0,2578 rad/s 0,196 rad/s
Energia Cinética de
Translação (J)
0,001375 j 0,2145 j
Energia Cinética de Rotação
(J)
0,000001608 j 0,000001792 j
Energia Cinética Total (J) 0,0001391 j 0,000393 j
Energia Potencial
Gravitacional Inicial (J)
0,126 j 0,2138 j
Diferença percentual entre a
Energia Cinética Total e a
Energia Potencial Inicial em
relação a esta (J)
99,999% 99,999%
TESTE 02
 ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO
PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
Checklist:
1. Acesse a plataforma online da ALGETEC.
2. Acesse o Experimento Virtual “Estática – Balança de Prato”.
3. Anote a massa do prato.
4. Anote a massa o contrapeso.
5. Posicione um corpo de prova sobre o prato da balança.
6. Ajuste o contrapeso até obter o equilíbrio.
7. Anote as distâncias do peso e do contrapeso até o pivô da balança.
8. Repita os procedimentos para os outros três corpos de prova.
9. Calcule a massa de cada corpo de prova utilizando a condição de equilíbrio de momentos. 
CONDIÇÃO ORIGINAL.
 - Peso do prato = 200 g P = 0,2 x 10 = 2 N
 - Peso do contrapeso = 500 g P = 0,5 x 10 = 5 N
 - Distância do prato ao eixo de rotação = 14,5 cm = 0,145 m
 - Distância do contrapeso ao eixo de rotação = 28,3 cm = 0,283 m
 MA(Prato) = F x d MB(Contrapeso) = F x d para MA = MB
 MA(Prato) = 2 x 0,145 0,29 = 5 x d
 MA = 0,29 Nm d = 0,29/5 = 0,058 m = 5,8 cm
Aproximando o contrapeso do eixo de rotação a uma de distância de 5,8 cm, o sistema estará 
em equilíbrio.
DESCOBRINDO A MASSA DOS PESOS DE PROVA.
Inserindo os pesos e equalizando o sistema deslizando o contrapeso e medindo a sua distância 
até o eixo de rotação.
 1) Peso corpo de prova 01 → Distância do contrapeso ao eixo = 10,1 cm = 0,101 m 
MB(Contrapeso) = F x d
MB(Contrapeso) = 5 x 0,101 MB = 0,505 Nm
Para MB = MA MA = F x d
0,505 = F x 0,145
F = 0,505/0,145 +/ - 3,45 N – 2N (Prato) +/- 1,48 N
1,48 N / 10 (aceleração) = 0,148 Kg
 2) Peso corpo de prova 2 → Distância do contrapeso ao eixo = 8,7 cm = 0,087 m 
MB(Contrapeso) = F x d
MB(Contrapeso) = 5 x 0,087
MB = 0,435 Nm
Para MB = MA MA = F x d
0,435 = F x 0,145
F = 0,435/0,145 +/ - 3 N – 2N (Prato) +/- 1 N
1 N / 10 (aceleração) = 0,100 Kg
 3) Peso corpo de prova 03 → Distância do contrapeso ao eixo = 7,8 cm = 0,078 m 
MB(Contrapeso) = F x d
MB(Contrapeso) = 5 x 0,078 MB = 0,390 Nm
Para MB = MA MA = F x d
0,390 = F x 0,145
F = 0,390/0,145 +/ - 2,69 N – 2N (Prato) +/- 0,69 N
0,69 N / 10 (aceleração) = 0,069 Kg
 4) Peso corpo de prova 04 → Distância do contrapeso ao eixo = 7,2 cm = 0,072 m 
MB(Contrapeso) = F x d
MB(Contrapeso) = 5 x 0,072 MB = 0,360 Nm
Para MB = MA MA = F x d
0,360 = F x 0,145
F = 0,360/0,145 +/ - 2,48 N – 2N (Prato) +/- 0,48 N
0,48 N / 10 (aceleração) = 0,048 Kg
 5) Soma da massa de todos os corpos de prova = 565 g → P = m x a = 0,565 x 10 = 5,65 N 
Razão entre o peso dos corpos de prova e a distância do contra peso ao eixo de rotação para 
equilibrar o sistema:
MA = F x d
MA = 5,65 x 0,145 MA = 0,82 Nm
Para MA = MB MB = F x d 0,82 = 5 x d
D = 0,82/5 = 0,164 m
TESTE 03 
HIDROSTÁTICA – EMPUXO
PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
Checklist:
1. Acesse a plataforma online da ALGETEC.
2. Acesse o Experimento Virtual “Hidrostática”.
3. Coloque o cilindro sobre a mesa.
4. Calibre o dinamômetro.
5. Posicione o cilindro embaixo do recipiente transparente e anote o valor mostrado pelo
dinamômetro.
6. Levante o dinamômetro.
7. Posicione o béquer embaixo do dinamômetro.
8. Baixe novamente o dinamômetro e anote o novo valor mostrado por ele.
9. Calcule o Empuxo atuando sobre o cilindro.
10. Calcule o volume do cilindro e compare com o valor dado.
11. Explique a utilidade da técnica na determinação do volume de um objeto.
12. Utilize a pisseta para encher de água o recipiente transparente acima do cilindro, e anote
o novo valor de força indicado pelo dinamômetro.
13. Explique o porque do novo valor.
Resultados:
Após inserido o cilindro em baixo do recipiente no dinamômetro podemos verificar que a
resultante do seu peso é 0,9091N e ao ser mergulhado na água sofre uma força de mesma
direção porém em sentido contrário denominada empuxo, alterando sua resultante para
0,4184N. Ou seja realizando comparações entre tais resultados podemos entender que esta
força que fez reduzir o peso do cilindro é o empuxo. Em termos matemáticos o cálculo do
modulo da força que provocou a diminuição de peso ira ser:
Pfcl= peso aparente do cilindro fora do liquido Pdcl=peso aparente do cilindro dentro do
liquido E = Pfcl - Pdcl
E = 0,9091N - 0,4184N
E= 0,4907N
TESTE 04
DILATÔMETRO
PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
Checklist:
1. Acessar a plataforma online da ALGETEC.
2. Acessar o Experimento Virtual “Dilatômetro”.
3. Selecionar o corpo de prova de cobre com 500 mm de comprimento.
4. Medir sua temperatura inicial e anotar.
5. Mover o corpo de prova para a base.
6. Arrastar o batente até a posição zero da escala.
7. Travar o batente.
8. Zerar o relógio comparador.
9. Ligar o sistema de aquecimento, isto é, a chama do bico de Bunsen.
10. Aguardar até que a temperatura final de aquecimento se estabilize.
11. Anotar a temperaturafinal.
12. Anotar a variação de comprimento do corpo de prova mostrada no relógio 
comparador.
13. Desligar a chama e mover o corpo de prova para a mesa.
14. Repetir os passos anteriores com os cilindros de latão e aço.
15. Construir uma tabela contendo todos os dados obtidos.
16. Calcular o coeficiente de dilatação linear de cada material.
17. Validar o resultado do cálculo comparando os valores obtidos com os valores 
encontrados na literatura. 
COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR
Material T0 (ºC) ΔL(mm) T (°C) ΔT (°C) α (°C-1)
Cobre 24,3 0,86 98,1 72,3 0,001703297
Latão 24,4 0,69 97,2 72,4 0,001898212
Aço 24,3 0,40 98,1 72,2 0,001089655
Δ = . 0.Δ𝐿 𝛼 𝐿 𝑇
Coeficiente de dilatação de cada material com valores encontrados na literatura e 
realizada a comparação com o calculado.
Material a MAX a MIN Temperatura
Cobre 21,0 18,0 100-390
Latão 18,0 14,0 100-390
Aço 14,0 10,0 540-980
 
Possivelmente as diferenças foram ocasionadas pela imprecisão nas medições que 
tiveram pouca variação porem essas variações encontram-se dentro da tolerância 
informada nas tabelas de consulta.
	PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
	PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
	PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
	PROCEDIMENTOS REALIZADOS:
	Checklist:
	1. Acessar a plataforma online da ALGETEC.
	2. Acessar o Experimento Virtual “Dilatômetro”.
	3. Selecionar o corpo de prova de cobre com 500 mm de comprimento.
	4. Medir sua temperatura inicial e anotar.
	5. Mover o corpo de prova para a base.
	6. Arrastar o batente até a posição zero da escala.
	7. Travar o batente.
	8. Zerar o relógio comparador.
	9. Ligar o sistema de aquecimento, isto é, a chama do bico de Bunsen.
	10. Aguardar até que a temperatura final de aquecimento se estabilize.
	11. Anotar a temperatura final.
	12. Anotar a variação de comprimento do corpo de prova mostrada no relógio comparador.
	13. Desligar a chama e mover o corpo de prova para a mesa.
	14. Repetir os passos anteriores com os cilindros de latão e aço.
	15. Construir uma tabela contendo todos os dados obtidos.
	16. Calcular o coeficiente de dilatação linear de cada material.
	17. Validar o resultado do cálculo comparando os valores obtidos com os valores encontrados na literatura.
	COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR
	Δ𝐿= 𝛼.𝐿0.Δ𝑇
	Coeficiente de dilatação de cada material com valores encontrados na literatura e realizada a comparação com o calculado.
	
	Possivelmente as diferenças foram ocasionadas pela imprecisão nas medições que tiveram pouca variação porem essas variações encontram-se dentro da tolerância informada nas tabelas de consulta.