Relatorio II- Edson

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Universidade Estácio de Sá 
Física Experimental I
MRU em meio viscoso
Nomes: Emerson Clayton, Carlos Roberto, Daniel Honório, Jorceir Lima
Turma nº 3285 – Sexta-Feira – Noite – 1º Horário
O objetivo deste experimento e analisar e determinar o tipo de movimento feito pela esfera em um plano inclinado com MRU em meio viscoso em laboratório e relacionar o deslocamento com a velocidade, calculando a velocidade média e o deslocamento médio.
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I. INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O plano inclinado é um exemplo de máquina simples. Como o nome sugere, trata-se de uma superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes. Ao mover um objeto sobre um plano inclinado em vez de movê-lo sobre um plano completamente vertical, o total de força F a ser aplicada é reduzido, ao custo de um aumento na distância pela qual o objeto tem de ser deslocado. Em uma simples explicação, o Plano Inclinado acontece quando a superfície possui alturas diferentes entre seu início e fim. A função desse plano é reduzir o esforço físico, a força, que uma pessoa teria que executar para mover tal objeto. Resumindo, o plano inclinado permite uma troca de força x distância que é conveniente nas suas aplicações. Com esse instrumento, é possível ter uma noção sobre as forças de atrito, onde uma pequena esfera de metal deve percorrer o trajeto, em determinada inclinação, em meio viscoso. Assim tem-se a idéia de sua velocidade nesse meio.
 
II. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Neste experimento nos utilizamos de cronômetro e do plano inclinado Kersting. No plano inclinado, posicionamos o aparelho no 5° grau para que haja inclinação necessária para que a esfera de metal faça o percurso em velocidade que nos dê condições de acompanhá-la e fazer as medições necessárias para o estudo do caso. Cada membro do grupo nesta tarefa esta responsável por uma função específica. Um dos componentes é responsável pela marcação dos tempos no cronômetro, o 2° membro é responsável pelo lançamento da esfera de metal, este dois primeiros membros devem estar em perfeito sincronismo, pois as medidas devem conter a menor quantidade de erros possíveis. O 3° membro é responsável pela anotação dos dados obtidos, anotando-o respectivamente a sequencia de tempo em suas respectivas distância. Foram feitos três lançamentos de cada distância 0-100mm e anotado seus respectivos tempos, em seguida três lançamentos de 0-200/0-300/0-400mm e consecutivamente anotados seus respectivos tempos de forma que nós de condições de obter em cada lançamento suas médias. Também em cada lançamento logo após a obtenção de cada média o próximo passo é dividir a distância percorrida pela sua média obtendo assim o tempo médio em mm que a esfera de metal levou para percorrer a distância. O 4° membro é responsável pelo relatório descritivo das tarefas executadas, listando-as passo a passo em ordem cronológica para que fiquem claros os dados apresentados e para que sua reprodução se torne o mais simples possível.
III. RESULTADOS OBTIDOS
Tabela de medidas
	∆x (mm)
	∆t (s)
	Média(s)
	∆x/Média(mm/s)
	
	4,38
	
4,31
	
23,20mm/s
	100
	4,25
	
	
	
	4,31
	
	
	
	9,06
	
9,01
	
22,19mm/s
	200
	8,97
	
	
	
	9,02
	
	
	
	13,71
	
13,74
	
21,83mm/s
	300
	13,74
	
	
	
	13,77
	
	
	
	18,54
	
18,45
	
21,68mm/s
	400
	18,45
	
	
	
	18,38
	
	
Gráfico representativo:
IV. RELAÇÃO ENTRE TEORIA E RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Representação das forças exercidas num corpo no plano inclinado.
Há 3 forças a serem consideradas:
1. A força peso atuando no objeto devido a gravidade (m.g, atuando verticalmente e para baixo);
2. A força normal (N) exercida no objeto pelo plano e deve equilibrar a componente reativa do peso (m.g.cosθ, perpendicular ao plano);
3. A força potente (F) aplicada pelo operador, que atua na direção paralela à superfície do plano inclinado e deve equilibrar a componente ativa do peso (m.g.senθ, paralela ao plano). Foram utilizadas três medidas distintas para cada distância afim de se encontrar as velocidades média. Na experiência usamos o plano inclinado para fazer uma comprovação de que os resultados obtidos são diferentes teoricamente e na prática. Observando o tempo gasto para se percorrer a distância de 0-100 temos 23,36mm/s,enquanto de 0-200 temos 22,19mm/s uma variação de 1,18s,comparando com a distância de 0-300 que levou 21, 83 já podemos perceber que uma variação de 0,35s e na comparação com a distância de 0-400 temos uma variação de 0,15s. Enquanto que teóricamente essas velocidades encontradas deveriam ter uma relação de igualdade entre elas, partindo do pré suposto que temos a mesma inclinação, mesma velocidade, mesma gravidade atuando, mesma esfera de metal. Observamos que na prática as velocidades tem uma pequena aceleração em função do tempo e da distância. O experimento teve como objetivo mostrar a queda de um corpo em meio viscoso, apresenta resistência,e dificuldade de movimento, apresentando-nos que ao conter uma velocidade constante a aceleração é nula. Em que a velocidade sempre é proporcional ao tempo e com gráfico e ou formula do calculo da velocidade média é possível calcular a velocidade média da esfera dentro do tubo, ao considerar as varias medidas e fenômenos físicos teríamos que calcular alem da velocidade média o erro de cada medida para aproximação maior ao resultado e compensaria os erros decorrentes de equipamentos como o cronometro e plano inclinado e o tempo de reação das pessoas responsáveis pela marcação do tempo.
V. CONCLUSÃO
Analisando o tipo de movimento feito pela esfera em um plano inclinado com meio viscoso relacionamos o deslocamento com velocidade e as forças decorrente ao meio, conclui-se que o movimento da esfera é o movimento retilíneo uniforme, que é possível achar a velocidade média da esfera, e não existe aceleração quando a velocidade se torna constante e a soma das forças que atuam sobre a esfera é nula. A funcionalidade do gráfico nessa situação foi comprovada, pois a observação de sua curva nos leva rapidamente á conclusão do tipo de movimento realizado pela esfera em meio viscoso além da função que define esse movimento. A tabela forneceu bons resultados instantâneos, porém, para uma análise geral, a visualização do tipo de movimento com os valores da tabela seria mais difícil além de exigir cálculos a mais.Como a taxa de variação do espaço em função do tempo dado no gráfico foi igual pelo fato do gráfico ser uma reta, podemos concluir que o movimento realizado pela esfera era uniforme, ou seja, com velocidade aproximadamente constante apesar de estar em um plano inclinado. Num plano inclinado ideal, a força peso pode ser decomposta em duas outras componentes, o peso normal e o peso tangencial. O peso normal é anulado pela força normal e o peso tangencial torna-se a resultante do sistema, garantindo assim a aceleração. No nosso caso, o fato da esfera estar em meio viscoso faz surgir uma força denominada força de arrasto cujo módulo é dado por:
 (8)
Onde,  é o coeficiente de arrasto, é a densidade do meio viscoso, A é a área frontal do objeto que se movimenta e v é a velocidade. Essa força atua em sentido contrário ao peso tangencial. Observamos pela equação (8) que quanto maior a velocidade da esfera, maior será essa força. Essa força crescerá até um limite que é quando ela se iguala ao peso tangencial, anulando-o e, portanto, deixando o sistema com aceleração nula. Por essa razão, a esfera realiza um movimento com velocidade constante apesar de estar em um plano inclinado.
VI. REFERÊNCIAS
[1].http://insightltda.com.br/insight-equipamento-cientifico-978-Plano-inclinado-Kersting-com-MRU-em-meio-viscoso
[2].http://www.cidepe.com.br/pt/produtos/fisica/todos/plano-inclinado-kersting-eq001f
[3].https://pt.wikipedia.org/wiki/Plano_inclinado