AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

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<p>AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS</p><p>conservação de Energia</p><p>· Anote na Tabela 1 os valores obtidos no experimento. Houve diferença entre as velocidades dos corpos de prova ensaiados? Se sim, intuitivamente, qual seria o motivo?</p><p>· Resposta: Houve diferença entre as velocidades durante o ensaio com ambos os corpos. Usando a intuição, pode-se determinar que houve influência da força de resistência do plano sobre os corpos, além da resistência do ar.</p><p>Velocidade linear (m/s)</p><p>Cilindro oco</p><p>Cilindro maciço</p><p>Descida 1</p><p>0,877193</p><p>0,980392</p><p>Descida 2</p><p>0,909091</p><p>1,041667</p><p>Descida 3</p><p>0,892857</p><p>1,086957</p><p>Média</p><p>0,893047</p><p>1,0363386</p><p>Tabela 1 – Valores de velocidade linear obtidos no experimento</p><p>· Utilizando as informações da Tabela 2 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 3 com os valores obtidos para as grandezas.</p><p>Especificações</p><p>Cilindro oco</p><p>Cilindro maciço</p><p>Massa – m (g)</p><p>110</p><p>300</p><p>Diâmetro interno – di (mm)</p><p>40</p><p>50</p><p>Diâmetro externo – de (mm)</p><p>50</p><p>50</p><p>Densidade do aço ( 𝒈 )</p><p>𝒄𝒎𝟑</p><p>7,86</p><p>7,86</p><p>Tabela 2 – Especificações dos corpos de prova</p><p>Grandezas</p><p>Cilindro oco</p><p>Cilindro maciço</p><p>Momento de inércia – I (kg.m2)</p><p>56,375</p><p>187,50</p><p>Velocidade linear média – V (m/s)</p><p>0,893047</p><p>1,0363386</p><p>Velocidade angular – ω (rad/s)</p><p>0,035722</p><p>0,041454</p><p>𝒎𝟐</p><p>Energia cinética de translação - Kt (𝑱 = 𝒌𝒈	)</p><p>𝒔𝟐</p><p>0,043864</p><p>0,161099</p><p>𝒎𝟐</p><p>Energia cinética de rotação – Kr (𝑱 = 𝒌𝒈	)</p><p>𝒔𝟐</p><p>0,035967</p><p>0,1611</p><p>𝒎𝟐</p><p>Energia cinética total – K (𝑱 = 𝒌𝒈	)</p><p>𝒔𝟐</p><p>0,079831</p><p>0,322199</p><p>𝒎𝟐</p><p>Energia potencial gravitacional – U (𝑱 = 𝒌𝒈	)</p><p>𝒔𝟐</p><p>0,984155</p><p>2,684058</p><p>Erro relativo percentual em relação à energia inicial do cilindro – ER% (%)</p><p>13,28%</p><p>0,502%</p><p>Tabela 3 – Grandezas relacionadas à conservação da energia</p><p>· É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de translação e rotação? Por quê?</p><p>· RESPOSTA: Não, pois a soma das energias cinéticas de translação e rotação resulta na energia, enquanto que a energia potencial gravitacional está diretamente relacionada à ação da gravidade sobre o corpo.</p><p>· 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?</p><p>· RESPOSTA: O erro maior que zero tem por motivo tanto algum erro nas informações colhidas durante o experimento, quanto a influência da força de resistência do ar e/ou a força de atrito.</p><p>· Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste experimento?</p><p>· RESPOSTA: A conservação de energia, no caso desse experimento, procede da energia potencial gravitacional que é convertida em energia cinética durante o processo de descida do cilindro.</p><p>........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................</p><p>Ondas Mecânicas</p><p>· Anote na tabela 1 os valores para as posições da sonda referente aos mínimos de intensidade encontrados na frequência ajustada. A unidade de distância apresentada pela caixa “Posição da sonda” é o centímetro, converta os valores medidos para metro antes de anotá-los na tabela. Considerando A0 (zero) como a extremidade do tubo ressonante.</p><p>Frequência (Hz)</p><p>Medidas (m)</p><p>A0 –> A1</p><p>A1 –> A2</p><p>A2 –> A3</p><p>A3 –> A4</p><p>368</p><p>0,01</p><p>0,46</p><p>122</p><p>0,02</p><p>614</p><p>0,01</p><p>0,27</p><p>0,55</p><p>858</p><p>0,01</p><p>0,20</p><p>0,40</p><p>0,60</p><p>Tabela 1 – Dados experimentais</p><p>O tubo ressonante utilizado no experimento apresenta uma extremidade fechada (associada ao gerador de onda sonora) e outra aberta, onde a sonda se posiciona inicialmente.</p><p>Em um sistema como o descrito, os pontos de menor intensidade de vibração (apresentam amplitude desprezível) correspondem a metade comprimento de onda (λ). Então para a determinação de λ, multiplique por dois o valor encontrado dos mínimos de intensidade.</p><p>· Utilize os valores da tabela 1 para preencher a tabela 2 com o comprimento de onda médio.</p><p>Frequência (Hz)</p><p>Medidas (m)</p><p>λ01</p><p>λ12</p><p>λ23</p><p>λ34</p><p>λmédio</p><p>368</p><p>0,02</p><p>0,92</p><p>0,47</p><p>122</p><p>0,04</p><p>0,04</p><p>614</p><p>0,02</p><p>0,40</p><p>1,1</p><p>0,55</p><p>858</p><p>0,02</p><p>0,40</p><p>0,80</p><p>1,20</p><p>0,60</p><p>Tabela 2 – Dados experimentais</p><p>· Qual a velocidade do som encontrada para este ensaio?</p><p>· RESPOSTA: Sendo a velocidade igual a lâmbida vezes frequência:</p><p>· V1=0,47x368=172,96 m/s</p><p>· V2=0,04x122=4,88 m/s</p><p>· V3=0,55x614=337,70 m/s</p><p>· V4=0,60x858=514,80 m/s</p><p>· A velocidade do som apresentou valores diferentes para os diversos valores de frequências utilizados no experimento? Se sim, explique motivos das possíveis diferenças.</p><p>· RESPOSTA: Sim, esse experimento demonstrou variações nos valores das velocidades. A diferença é causada pelo fato de que a velocidades é diretamente proporcional à frequência de onda.</p><p>· Qual relação pode ser observada entre a frequência e quantidade de “nós”</p><p>apresentados pela onda sonora? Explique.</p><p>A relação entre a frequência e a quantidade de nós é que na média que aumentamos a frequência os nós diminuem.</p><p>· Se ao invés de medir os mínimos de intensidade você medisse os máximos, seria possível encontrar os comprimentos de onda e consequentemente determinar a velocidade do som? Explique.</p><p>· Sim, seria possível. Através da medida entre dois máximos de uma onda, podemos encontrar o valor do comprimento de onda (lâmbida), daí multiplicamos lâmbida pela frequência, obtendo a velocidade da onda.</p>