portifolio FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL mecanica

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UNOPAR UNIVERSIDADE
UNIDADE: BOM JESUS DA LAPA/BA – I (4038) U
RA: 3881935002
PROFESSORA: KATIELLY TAVARES DOS SANTOS
ALUNO: SANDER DE SOUZA SOARES
ATIVIDADE 1- MOVIMIENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO - MRUV 
1- INTRODUÇÃO
Este relatório descreve um experimento realizado em uma aula de física experimental sobre o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), conceito fundamental da mecânica.
O MRUV ocorre quando um objeto se move em linha reta com velocidade que varia uniformemente, enquanto a aceleração permanece constante e diferente de zero, podendo ser representada graficamente. A aceleração é positiva quando a velocidade aumenta e negativa quando diminui, configurando movimentos acelerados ou retardados, respectivamente.
Os principais elementos do MRUV são posição, velocidade e aceleração, analisados em intervalos de tempo. Esses valores podem ser obtidos por equações matemáticas ou análise gráfica, sendo a aceleração constante o fator determinante desse movimento.
2- OBJETIVOS
Os objetivos principais desta prática de física experimental são:
· Entender, investigar e avaliar o movimento retilíneo uniforme;
· Calcular o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um objeto em movimento retilíneo uniforme;
· Aplicar conceitos de mecânica e fórmulas matemáticas associadas ao movimento retilíneo uniforme;
· Interpretar graficamente, com base em dados experimentais, o comportamento do deslocamento, da velocidade e da aceleração de um corpo em movimento retilíneo uniforme.
· 
3 - MÉTODOS EXPERIMENTAIS
 O nível de bolha foi ajustado sobre o plano inclinado, e os pés do equipamento foram regulados para garantir que a superfície estivesse completamente nivelada. Em seguida, o ímã e os parafusos utilizados para ajustar grandes inclinações foram posicionados no lado esquerdo do equipamento.
O sensor foi colocado na posição de 300 mm, e a rampa foi ajustada para um ângulo de 10°. Após isso, o multicronômetro foi ligado, o idioma português foi selecionado, e o cabo do sensor foi conectado à porta 0 do dispositivo. A função desejada foi configurada pressionando o botão verde até aparecer “F3 10 PASS 1 SEN”. Foi, então, selecionado o modo com 10 intervalos de seção.
O carrinho foi posicionado no topo do plano inclinado, próximo ao ímã, para evitar que ele descesse antes do início do experimento. O ímã foi liberado, permitindo que o carrinho descesse pela rampa, e os dados necessários foram coletados durante o movimento.
	s (m)
	t (s)
	t² (s²)
	0
	0
	0
	18 mm
	0,3323
	55,21
	36 mm
	0,3591
	64,47
	54 mm
	0,3843
	73,84
	72mm
	0,4081
	83,27
	90 mm
	0,4308
	92,79
	108 mm
	0,4525
	1,02
	126 mm
	0,4734
	1,12
	144 mm
	0,4934
	1,21
	162 mm
	0,5128
	1,31
	180 mm
	0,5395
	1,45
4- RESULTADOS ENCONTRADOS
	Intervalos
	Vm (m/s)
	S0 a S2
	0,1002
	S2 a S4
	0,7346
	S4 a S6
	2,4324
	S6 a S8
	0,0330
	S8 a S10
	0,0667
Função horária do movimento
S0 + v0 + at² / 2
Observação: 
O experimento demonstrou uma aceleração constante, conforme previsto para o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV). No entanto, observou-se uma leve discrepância entre os valores medidos e os esperados, possivelmente devido à assimetria no momento de liberação do ímã.
5 CONCLUSÃO
As experiências realizadas ampliaram nosso entendimento sobre o movimento retilíneo uniforme, mostrando que a teoria, embora menos envolvente sozinha, torna-se mais interessante e significativa quando aplicada na prática. O estudo das equações e representações gráficas, aliado à experimentação, permite uma compreensão mais interativa e duradoura dos conceitos.
Além disso, o movimento faz parte do nosso cotidiano, e compreender propriedades como deslocamento, velocidade e aceleração, assim como seu comportamento, é essencial. Esses conceitos podem ser analisados de forma clara por meio de cálculos e experimentos simples, enriquecendo o aprendizado.
REFERÊNCIAS
Algetec- Laboratórios Virtuais Simulador “ Movimento Retilíneo Uniforme - MRU Disponível em: https://www.virtuais labnet/ua labs/lab/10/637562f019554 html acesso em 22/06/2023. 
ATIVIDADE 2- ESTATÍSTICA - BALANÇO DE PRATO
1- INTRODUÇÃO
As balanças são instrumentos essenciais em laboratórios de química e física, utilizadas para medir massas com precisão, baseando-se no princípio da alavanca. Uma balança de prato estático, por exemplo, utiliza o equilíbrio entre o objeto a ser medido e um contrapeso para determinar a massa, sendo a posição relativa das massas fundamental para a precisão.
Nesta prática, exploraremos como a distância entre o objeto e o ponto de equilíbrio influencia a medição em balanças estáticas. Ajustaremos posições, analisaremos o equilíbrio e aprenderemos sobre unidades de medida, calibração e cuidados de segurança. Essa atividade fornecerá uma base sólida para o uso correto das balanças em experimentos futuros, garantindo resultados confiáveis e precisos.
2- OBJETIVOS
Entender o equilíbrio de um corpo rígido envolve compreender as condições e situações em que ocorre o equilíbrio estático, seja de partículas ou sólidos. A prática também inclui analisar os resultados dos exercícios propostos no roteiro, conectando a teoria com exemplos práticos para reforçar o aprendizado.
3- MÉTODOS EXPERIMENTAIS
1. INSERINDO PESOS NA BALANÇA
Comece o experimento colocando a maior amostra na balança.
2. OBTENDO OS PESOS DO PRATO E CONTRAPESO 
Nos experimentos, é fundamental registrar a distância do peso ao ponto de articulação central e os valores do contrapeso. Com esses dados e a equação de equilíbrio de momentos, é possível calcular o peso desconhecido. Também devem ser anotadas informações sobre a distância do centro ao eixo de rotação, a placa, sua massa e a do contrapeso.
3. AJUSTANDO O EQUILÍBRIO DA BALANÇA 
Colocar peso nas placas adiciona desequilíbrio ao sistema. Para obter equilíbrio, o contrapeso deve ser ajustado movendo-o ao longo do eixo até que a placa fique centralizada. Ajuste o contrapeso puxando-o até que o peso esteja equilibrado. Quando o equilíbrio é encontrado no sistema, a carga é ajustada. 
4. REALIZANDO MEDIDAS 
Encontre o peso e a distância da balança ao eixo da balança e registre o peso e seu valor em cm.
5. RETIRANDO O PESO DA BALANÇA
Complete a primeira etapa do exercício removendo o peso da balança
6. REPETINDO O EXPERIMENTO
Repita todo o processo utilizando pesos de diferentes massas e realize a análise.
4- RESULTADOS ENCONTRADOS
Anotações
	Massa Prato= 200g 
	M contrapeso= 500g
	Contrapeso= 10,2cm
	Peso =14,5 cm
1- Utilizando as equações dispostas no resumo teórico, calcule a massa do corpo rígido posicionado na balança.
M1 = 	g
M1 * d1 = Mprato * d2
Onde:
M1 é a massa do corpo rígido
Mprato é a massa do prato da balança (200g).
d1 é a distância do centro de massa do corpo rígido até o eixo de rotação (14,5 cm), d2 é a distância do contrapeso até o eixo de rotação (10,2 cm).
d1 = 0,145m
 d2=0,102m 
M1 = (Mprato * d2) / d1
M1 = (200g * 0,102) / 0,145
M1 = 140,14 gramas
A massa do corpo rígido (M1) é aproximadamente 140,14 gramas
2. Após a repetição do experimento para os outros pesos dispostos na bancada, responda: Qual a relação entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô?
	M prato = 200g
	M contrapeso= 500g
	D contrapeso = 7,9cm
	D peso = 14,5cm
M1 * d1 = Mprato * d2 onde:
M1 é a massa do corpo rígida.
Mprato é a massa do prato da balança (200g).
d1 é a distância do centro de massa do corpo rígido até o eixo de rotação (14,5 cm ). d2 é a distância do contrapeso até o eixo de rotação (7,9 cm).
d1 = 0,145m
 d2 = 0,079m 
M1 = (200g * 0,079) / 0,145
M1 =109,79 gramas
A massa do corpo rígido (M1) é de aproximadamente 109,79 gramas.
Na balança, quanto menor o peso no prato, menor a distância do contrapeso ao pivô. Já um peso maior no prato aumenta a distância do contrapeso ao eixo de rotação.
5- CONCLUSÃO
Praticar com uma balança estática é essencial para entender os princípios básicos desse dispositivo, comum em laboratórios científicos. Durante o experimento,observamos como a posição da massa em relação ao ponto de equilíbrio impacta a precisão das medições. Ajustes sutis na posição ou no peso podem gerar resultados significativamente diferentes, destacando a importância de calibração e atenção aos detalhes. Esse exercício aprofundou nosso conhecimento sobre o uso eficaz das balanças estáticas, fornecendo uma base para futuras pesquisas científicas e experimentos precisos em diversas áreas, como química e física.
REFERÊNCIAS
Algetec- Laboratórios Virtuais Simulador “ Movimento Retilíneo Uniforme - MRU Disponível em: https://www.virtuais labnet/ua labs/lab/10/637562f019554 html acesso em 22/06/2023.
ATIVIDADE 3- PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
1- INTRODUÇÃO
O conceito de energia é essencial para o crescimento da física, pois está presente em todos os lugares. A energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada entre diferentes formas. A energia mecânica de um sistema (Emec) é a soma da energia potencial (U) e da energia cinética (K) dos objetos que o compõem, representando a capacidade de executar trabalho por meio de força e movimento.
 A conservação da energia mecânica decorre da ação de forças conservativas, que mantêm uma constante ao longo do tempo. Portanto, se uma força conservativa atua sobre um objeto em um sistema isolado, ela é responsável pela transferência de energia entre energia cinética e potencial. 
Mesmo quando forças dissipativas como atrito e arrasto são desprezadas, a energia mecânica é preservada. Esses princípios nos permitem ter uma compreensão sólida dos problemas mecânicos baseados nas leis de Newton.
2- OBJETIVOS
O propósito desta experiência é demonstrar como as operações matemáticas relacionadas às leis de Newton podem ser realizadas facilmente ao empregar o princípio da conservação de energia para calcular parâmetros dinâmicos significativos.
3- MÉTODOS EXPERIMENTAIS
1- Ajustou-se o experimento com o auxílio do nível bolha, nivelando a base e ajustando o sensor na posição desejada e regulou-se a inclinação da rampa;
2. Ligou-se o multicronômetro se selecionou-se a função “F2 VM 1 SENSOR”, inserindo o diâmetro do corpo de prova cilíndrico;
3. Posicionou-se o corpo de prova oco na rampa e soltou-se ele e verificou-se os
resultados de tempo e velocidade no display do multicronômetro e repetiu-se o
procedimento mais 2 vezes;
4. Foi refeito o procedimento mais 3 vezes com o corpo de prova maciço
4- RESULTADOS ENCONTRADOS
1- 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? 
	velocidade linear (m/s)
	cilindro oco
	cilindro maciço
	Descida 1
	0,9091
	1,0417
	Descida 2
	0,9059
	0,9804
	Descida 3
	0,9091
	1
	Média
	0,9147
	1,0074
Tabela 1 – Valores de velocidade linear obtidos no experimento
Sim. A diferença nas velocidades médias entre os corpos de prova ocos e maciços pode ser atribuída à resistência do ar e às diferenças de massa entre os corpos de prova.
2. Utilizando as informações da Tabela 2 e as equações apresentadas no sumário teórico, e sabendo que o corpo de prova foi solto na posição 50 mm da régua, calcule e preencha a Tabela 3 com os valores obtidos para as grandezas.
	Especificações
	Cilindro oco
	Cilindro maciço
	Massa – m (g)
	110
	300
	Diâmetro interno – di (mm)
	40
	
	Diâmetro externo – de (mm)
	50
	50
	Densidade do aço ( gcm³)
	7,86
	7,86
Tabela 2 – Especificações dos corpos de prova
	Grandezas
	Cilindro oco
	 Cilindro maciço
	Momento de inércia – I (kg.m2 )
	5,6375 x 10-5 Kgm²
	9,375 x 10-5 Kgm²
	Velocidade linear média – V (m/s)
	0,9147 m/s
	 1,0074 m/s
	Velocidade angular – ω (rad/s)
	36,5880 rad/s
	 40,2960 rad/s
	Energia cinética de translação - Kt (J = Kg m²/ s²)
	0,0460 Kgm²
	 0,1522 Kgm²
	Energia cinética de rotação – Kr (J = Kg m²/s²)
	0,0377 Kgm²
	0,0761 Kgm²
	Energia cinética total – K
	0,0837 Kgm²
	0,2283 kgm²
	Energía potencial gravitacional – U (J = Kgm²/s²)
	0,0885 Kgm²
	 0,2416 Kgm²
	Erro relativo percentual em relação à energia inicial do cilindro – ER% (%)
	0,5305
	5,5050
Tabela 3 – Grandezas relacionadas à conservação da energia
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de translação e rotação? Por quê? 
Certamente, esse fenômeno ocorre devido à convergência das transformações de energia potencial para cinética, representando a soma agregada de todas as contribuições energéticas individuais de cada partícula. Essa soma cumulativa culmina na expressão unificada da energia cinética do corpo como um todo. 
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% = {(0.0886 - 0.0837) / 0.0886} x 100 = 5.5305
 ER% = {(0.2416 - 0.2283) / 0.2416} x 100 = 5.5050
Resposta: A principal razão para a ocorrência desse fenômeno é a atuação do atrito sobre a energia cinética. No entanto, ao considerarmos um sistema isolado, desconsiderando as perdas energéticas geradas pelo atrito, a margem numérica de erro seria teoricamente igual a 0. As fórmulas fornecem a porcentagem de erro associada a duas expressões específicas no contexto do experimento ou cálculo em questão. 
5. Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste experimento?
Na realização deste experimento, a conservação da energia potencial gravitacional de um objeto é evidenciada por meio de transformações ao longo de sua trajetória. Nesse contexto, quando a energia cinética atinge um nível referencial, ela se converte em energia potencial elástica e vice-versa, ocorrendo sucessivas transformações. Portanto, esse fenômeno estabelece um princípio fundamental de conservação de energia.
5 - CONCLUSÃO
O sistema observado não é completamente isolado devido à troca de calor com o ambiente externo, resultando na transferência de energia cinética da esfera para energia térmica de forma irreversível. A presença de uma força de atrito cinético não conservativa atuando sobre a esfera também contribui para a redução de sua velocidade. Nesse contexto, a análise experimental revela que a energia térmica envolvida no processo não é convertida em energia cinética por atrito, demonstrando a falta de conservação de energia devido à presença de forças não conservativas. 
 	Ao considerar a segunda lei de Newton e a equação de Torricelli como equivalentes, analisamos a aceleração do sistema com os valores mais confiáveis disponíveis. A relação entre distância percorrida pela esfera, massa, forças atuantes, atrito e mudanças na energia térmica é fundamental nesse processo. A inclinação da pista influencia diretamente na distância percorrida pela bola, assim como na energia potencial associada à altura da encosta. Além disso, a energia total do sistema permanece constante, sendo convertida entre energia potencial e cinética durante o movimento da esfera ao longo da órbita.
 	Em resumo, o princípio de conservação de energia afirma que a energia total de um sistema isolado se mantém constante, onde a transformação entre energia potencial e cinética decorre sem criação ou destruição de energia, apenas conversão entre as formas existentes.
REFERÊNCIAS
Algetec- Laboratórios Virtuais Simulador “ Movimento Retilíneo Uniforme - MRU Disponível em: https://www.virtuais labnet/ua labs/lab/10/637562f019554 html acesso em 22/06/2023.
ATIVIDADE 4- LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES; 
1- INTRODUÇÃO
 	 O lançamento horizontal é um movimento realizado por um objeto arremessado com ângulo de lançamento nulo e velocidade inicial constante. Combina os movimentos de queda livre na vertical e de movimento horizontal. Enquanto a queda livre é um MUV com ação da gravidade e aceleração constante, o movimento horizontal é um MU sem aceleração.
 No lançamento oblíquo, o objeto segue uma trajetória parabólica nos sentidos vertical e horizontal. Para calcular o movimento no lançamentohorizontal, utiliza-se a fórmula x = x0 + v0t, enquanto na queda livre é utilizada y = gt2/2. No movimento horizontal, o eixo x representa o deslocamento para a direita e o eixo y, para baixo. O movimento é horizontal uniforme no eixo x e vertical uniformemente variado com velocidade inicial zero no eixo y, sujeito à aceleração da gravidade.
2- OBJETIVOS 
Reconhecer os diferentes tipos de impactos envolvidos em uma situação, suas particularidades e características, e também examinar se a energia é preservada.
3- MÉTODOS EXPERIMENTAIS
 Foi coletado o EPI pertinente ao experimento nesse caso somente o jaleco. Foi posicionado o papel ofício para sob o lançador, e sinalizado com o prumo o local de origem inicial, e posicionado o papel carbono sobre a folha de papel ofício.
 Foi posicionado a esfera metálica 2 no lançador horizontal com a altura indicada em 100 mm, e repetido o procedimento indicado mais 4 vezes, removeu- seu papel carbono sobreposto ao papel de ofício, e realizado a medição o compasso para circular todas as marcações coletadas pela esfera, e com a caneta assinalado o centro das marcações, com a régua posicionada no ponto inicial se fez a medição da primeira marcação e foi analisado os seguintes resultados.
	lançamentos horizontais e colisões
	esfera metálica 1 = 25,5
 A balança foi ligada para início da segunda etapa do experimento e pesado a esfera metálica 1 com o peso inicial de 24,1 G, seguindo com a pesagem da esfera 2 de 24,3 g, após as pesagens balançarem.
 Foi posicionado o papel ofício sob o lançador e em seguida o papel carbono; posicionou se a esfera metálica 1 colocado sob a altura de 0 mm devendo ficar posicionada no final da rampa, posicionou se a esfera metálica 2 na altura 100mm e repetido esse processo no total de 5 vezes.
 Foi removido o papel carbono que se encontra sob o papel ofício e foi utilizado o compasso para circular as marcações coletadas pelas esferas, e com a caneta assinalado o centro das marcações, realizou se a medição
	lançamentos horizontais e colisões
	esfera metálica 1 = 2,8
	esfera metálica 2 = 25,5
4- RESULTADOS ENCONTRADOS
Neste experimento foram usadas duas esferas metálicas, sendo:
Esfera 1 – 24,1 gramas
Esfera 2 – 24,3 gramas
A Esfera 1 foi colocada a 0 mm no lançador e a esfera 2 na altura de 100 mm no
lançador.
Foram realizados 5 lançamentos com marcação no papel com carbono.
A régua indica a medição entre as marcações.
Foram realizados 5 lançamentos com marcação no papel com carbono.
A régua indica a medição entre as marcações.
Cálculo das velocidades das duas esferas logo após a colisão utilizando o princípio de conservação de energia e a teoria de lançamento horizontal.
Cálculo do coeficiente de restituição do sistema
5- CONCLUSÃO
 O lançamento horizontal é o resultado da combinação de dois movimentos independentes: queda livre na vertical, com aceleração constante devido à gravidade, e movimento horizontal constante, sem aceleração. 
	Uma esfera lançada horizontalmente adquire velocidade vertical devido ao seu peso, mas a velocidade vertical não é afetada pela horizontal. À medida que a altura percorrida aumenta, a velocidade horizontal também aumenta, resultando em um alcance maior.
REFERÊNCIAS
Algetec- Laboratórios Virtuais Simulador “ Movimento Retilíneo Uniforme - MRU Disponível em: https://www.virtuais labnet/ua labs/lab/10/637562f019554 html acesso em 22/06/2023.
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