experimento fisica

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<p>UNIVERSIDADE ANHANGUERA</p><p>BACHARELADO EM ENGENHARIA ELETRICA</p><p>MARIA GRACILENE SOARES DE FRANCA</p><p>AULA PRÁTICA</p><p>FISICA EXPERIMENTA</p><p>. Realize o experimento três vezes para cada objeto, de modo a coletar os seguintes dados:</p><p>Velocidade Linear (m/s)</p><p>Cilindro Oco</p><p>Cilindro Maciço</p><p>Descida 1</p><p>0,055</p><p>0,049</p><p>Descida 2</p><p>0,0,57</p><p>0,059</p><p>Descida 3</p><p>0,055</p><p>0,049</p><p>Média</p><p>0,55</p><p>0,049</p><p>No entanto, se houver perda de energia durante o movimento, sej a devido ao atrito, colisões com outros objetos ou outros fatores, a energia total do sistema não será totalmente conservada. Isso significa que a energia cinética total medida no sensor considerando o mesmo como o ponto mais baixo da trajetória pode ser menor do que a energia potencial inicial. A diferença entre esses valores representa a quantidade de energia perdida durante o movimento.</p><p>12. Posicionando a seta do mouse sobre os objetos, é possível o coletar os dados conforme</p><p>a tabela abaixo:</p><p>Massa (kg)</p><p>Cilindro Oco</p><p>0,110 kg</p><p>Cilindro Maciço</p><p>0,300 kg</p><p>Diâmetro interno (m) -</p><p>0,4 mm</p><p>-</p><p>Diâmetro externo (m)</p><p>0,5 mm</p><p>0,5 mm</p><p>A energia potencial diminui à medida que a altura diminui, enquanto a energia cinética aumenta à medida que a velocidade aumenta. No ponto mais baixo de sua trajetória, toda a energia potencial inicial é convertida em energia cinética máxima.</p><p>13. Sabendo que o corpo foi solto da posição inicial 60 mm, e utilizando as equações que</p><p>você estudou no livro de Física Geral e Experimental: Energia, preencha uma tabela como</p><p>a que se segue:</p><p>Grandezas</p><p>Cilindro Oco</p><p>Cilindro Maciço</p><p>Momento de Inércia (kg.m²)</p><p>0,0002255</p><p>0,000375</p><p>Velocidade Linear Média (m/s)</p><p>0,926</p><p>0,0993</p><p>Velociade Angular (rad/s)</p><p>21,59</p><p>20,14</p><p>Energia Cinética de Translação (J)</p><p>0,047</p><p>0,1479</p><p>Energia Cinética de Rotação (J)</p><p>0,0525</p><p>0,0760</p><p>Energia Cinética Total (J)</p><p>0,0995</p><p>0,2239</p><p>Diferença percentual entre a Energia Cinética Total e a</p><p>nergia Potencial Inicial em relação a esta (J)</p><p>14. Por fim, faça uma análise a respeito da diferença, se existir, entre os valores da energia</p><p>potencial inicial e a energia cinética total no momento em que os objetos passam pelo</p><p>senso. Se houver, explique porque existe essa diferença.</p><p>Conclusão:</p><p>Nesta aula prática, foram explorados diferentes tipos de energia, incluindo energia potencial gravitacional, energia cinética, energia elástica e energia elétrica. Os experimentos realizados permitiram entender melhor como essas diferentes formas de energia se manifestam e como podem ser medidas e calculadas.</p><p>· Estática - Balança de Prato</p><p>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</p><p>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</p><p>4) Peso corpo de prova 04 → Distância do contrapeso ao eixo = 7,2 cm = 0,072 m</p><p>MB(Contrapeso) = F x d</p><p>MB(Contrapeso) = 5 x 0,072</p><p>MB = 0,360 Nm</p><p>Para MB = MA</p><p>MA = F x d</p><p>0,360 = F x 0,145</p><p>F = 0,360/0,145 +/ - 2,48 N – 2N (Prato) +/- 0,48 N</p><p>0,48 N / 10 (aceleração) = 0,048 Kg</p><p>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</p><p>CONCEITUANDO OS FUNDAMENTOS APLICADOS: Em um sistema onde o contrapeso tem massa menor do que o peso medido, a distância do contrapeso até o eixo de rotação é mais longa. Já quando o contrapeso possui massa maior que o peso medido, a distância deste até o eixo de rotação é mais curta. Essa razão entre pesos e distância pode ser descrita como momento da força aplicada em relação ao centro de gravidade, que neste caso é o eixo da balança.</p><p>Tubo de cobre: coeficiente de dilatação linear do 0,000016 por grau Celsius. A variação de temperatura é calculada como a diferença entre a temperatura final e a temperatura inicial: ΔT = T final – T inicial = 98,7 °C - 25,1 °C = 73,6 °C Aplicando a fórmula temos: ΔL = (0,000016 1/°C) * (500 mm) * (73,6 °C) = 0,061 mm então temos que a dilatação linear do tubo de cobre é de 0,061 mm, validando assim nosso experimento com este material. Tubo de latão: O coeficiente de dilatação linear do latão varia dependendo da composição específica do material.</p><p>MATERIAL T0(°C) DL(mm) ∆T (°C) α (°C^-1) COBRE 25,1° 0,061 73,6° 0,000016°C LATÃO 25,2° 0,070 73,5° 19 × 10^-6 °C^-1. AÇO 25,2° 0,039 73,5° 12 x 10^-6°C</p><p>VALIDANDO RESULTADOS: A dilatação linear de um objeto é calculada usando a fórmula: ΔL = α * L * ΔT Onde: ΔL é a variação no comprimento do objeto, α é o coeficiente de dilatação linear do material, L é o comprimento inicial do objeto, e ΔT é a variação de temperatura</p><p>Tubo de cobre: coeficiente de dilatação linear do 0,000016 por grau Celsius. A variação de temperatura é calculada como a diferença entre a temperatura final e a temperatura inicial: ΔT = Tfinal - Tinicial = 98,7 °C - 25,1 °C = 73,6 °C Aplicando a fórmula fórmula temos: ΔL = (0,000016 1/°C) * (500 mm) * (73,6 °C) = 0,061 mm Então temos que a dilatação linear do tubo de cobre é de 0,061 mm, validando assim nosso experimento com este material. Tubo de latão: O coeficiente de dilatação linear do latão varia dependendo da composição específica do material, mas um valor comum é ap roximadamente 19 × 10^-6 °C^-1. ΔL = α * L0 * ΔT onde: ΔL é a variação de comprimento, α é o coeficiente de dilatação linear, L0 é o comprimento inicial do tubo, e ΔT é a variação de temperatura. Aplicando os valores encontrados, temos: ΔL = (19 × 1 0^-6 °C^-1) * (500 mm) * (98.7 °C - 25.2 °C) Calculando essa expressão: ΔL ≈ (19 × 1 0^-6) * (500) * (73.5) ≈ 0.068775 mm Portanto, a dilatação linear do tubo de latão é aproximadamente 0.068775 mm, utilizando uma margem de erro do equipamento ou operação, bem como considerando que a composição do material pode ter variações, podemos tratar como válido o experimento.</p><p>ELATÓRIO DE AULA PRÁTICA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL: ENERGIA Tubo de aço: Para calcular a dilatação linear do tubo de aço, precisamos conhecer o coeficiente de dilatação linear do aço. No entanto, esse coeficiente pode variar dependendo da composição específica do aço. Utilizando um valor médio aproximado para o coeficiente de dilatação linear do aço, que é de aproximadamente 12 x 10^-6 por grau Celsius. Substituindo os valores na fórmula, temos: ΔL = (12 x 10^-6) * (500 mm) * (98.7 - 25.2) ΔL ≈ (12 x 10^-6) * (500 mm) * (73.5) ΔL ≈ 0.036 m m Portanto, a dilatação linear do tubo de a��o é aproximadamente 0.036 mm. Esse valor</p>
é ligeiramente diferente do valor de variação de comprimento registrado em 0.039 mm, o que pode ser devido a uma aproximação utilizada no coeficiente de dilatação linear. CONCEITUANDO OS PRINCÍPIOS DO EXPERIMENTO: Podemos observar que ao submeter alguns tipos de materiais a uma variação de temperatura, ocorre uma alteração em suas caraterísticas que influencia diretamente no seu tamanho, comprimento, volume e demais características relacionadas ao mesmo. Tais informações são de estrema importância para saber como tal material se compor ta quando submetido a determinadas circunstâncias. 
 
 
 
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