Relatorio dinamica dos corpos - Gabriel Lupi

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Centro Universitário Uninter
São Joaquim da Barra - São Paulo
ATIVIDADE PRÁTICA DE
DINÂMICA DOS CORPOS
Conservação da quantidade de movimento e da energia mecânica
Aluno: Gabriel Lupi de Oliveira
RU: 5153588
2026
Gabriel Lupi de Oliveira - RU 5153588 - Atividade Prática de Dinâmica dos Corpos Página 2
1. Introdução
A conservação da quantidade de movimento e a conservação da energia mecânica são
princípios fundamentais da dinâmica dos corpos. A quantidade de movimento é uma
grandeza vetorial que relaciona massa e velocidade e se conserva em sistemas nos quais
a resultante das forças externas é nula. A energia mecânica, soma das energias cinética e
potencial, se conserva quando apenas forças conservativas realizam trabalho.
Nesta atividade foi realizado um experimento com um pêndulo e um carrinho, com o
objetivo de analisar a transformação da energia potencial em cinética e o comportamento
dos corpos durante uma colisão, considerada elástica. Em seguida, a desaceleração do
carrinho foi determinada por meio das equações do Movimento Retilíneo Uniformemente
Variado (MRUV).
2. Objetivo
Verificar experimentalmente e analisar teoricamente os princípios da conservação da
quantidade de movimento e da energia mecânica em um sistema dinâmico.
3. Materiais utilizados
• Painel magnético 500 x 650 mm
• Hastes de 400 mm (macho e fêmea) e tripés tipo estrela com manípulo e sapatas
• Fixadores e fixador magnético com haste
• Conjunto de massas aferidas de 50 g com gancho
• Barbante e transferidor
• Carrinho e rampa com régua
• Balança digital
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4. Procedimento experimental
Inicialmente, o painel magnético foi montado sobre os tripés e o ímã com o transferidor foi
fixado ao painel. Uma extremidade do barbante foi presa à haste do ímã e a outra à massa
de 50 g, formando o pêndulo. A rampa com régua foi posicionada no chão, com a massa
ficando alguns centímetros acima da rampa.
Em seguida, foram medidos o comprimento do barbante e as massas do pêndulo e do
carrinho na balança digital. A massa do pêndulo foi afastada da vertical, mantendo o
barbante tracionado, até o ângulo de soltura. Com o carrinho posicionado no zero da
régua, a massa foi solta e colidiu com o carrinho. Por fim, foi medida a distância percorrida
pelo carrinho até parar.
Figura 1 - Montagem do painel magnético sobre os tripés.
Figura 2 - Medição do comprimento do barbante.
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Figura 3 - Massa do pêndulo na balança digital (50,170 g).
Figura 4 - Massa do carrinho na balança digital (84,630 g).
Figura 5 - Montagem completa antes do impacto. Figura 6 - Pêndulo afastado da vertical para leitura do
ângulo no transferidor.
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5. Dados experimentais
Primeiro experimento
Grandeza Valor
Massa do pêndulo (m1) 50,170 g = 0,050 kg (usado nos cálculos: 0,05017 kg)
Massa do carrinho (m2) 84,630 g = 0,085 kg (usado nos cálculos: 0,08463 kg)
Comprimento do barbante (L) 37,500 cm = 0,375 m
Ângulo de soltura 30,000 °
Distância percorrida pelo carrinho 75,000 mm = 0,075 m
Gravidade (g) 9,810 m/s²
Figura 7 - Posição final do carrinho na régua após o impacto (distância percorrida de 75 mm).
6. Cálculos e resultados
Os cálculos completos, com todos os valores intermediários, foram feitos manualmente e
estão nas folhas manuscritas anexadas ao final deste relatório. Valores com três casas
decimais e arredondamento.
Primeiro experimento
Grandeza Resultado
Altura h 0,050 m (h = 0,050240 m)
Energia potencial inicial Ep 0,025 J
Velocidade do pêndulo antes da colisão 0,993 m/s
Velocidade do pêndulo após a colisão -0,254 m/s
Velocidade do carrinho após a colisão 0,739 m/s
Aceleração do carrinho -3,641 m/s²
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7. Análise dos resultados e conclusões
No primeiro experimento, o ângulo de soltura de 30,000° corresponde a uma altura de
0,050240 m. Pela conservação da energia mecânica, o pêndulo atinge o ponto mais baixo
com 0,993 m/s. Considerando a colisão elástica, o carrinho adquire 0,739 m/s e o pêndulo
volta com -0,254 m/s (sinal negativo, sentido contrário ao inicial). Como o carrinho
percorreu 0,075 m até parar, sua aceleração foi de -3,641 m/s², isto é, uma
desaceleração.
Após a colisão, a única força relevante na direção do movimento do carrinho é o atrito
(rolamento e eixos), que é praticamente constante. Por isso, as duas acelerações devem
ser aproximadamente iguais, mesmo com ângulos diferentes: um ângulo maior aumenta a
velocidade inicial do carrinho e, consequentemente, a distância percorrida, mas não altera
a desaceleração. Eventuais diferenças entre os valores encontrados decorrem de
incertezas de medição (leitura do ângulo e da distância), pequenas variações no atrito ao
longo da rampa e do fato de a colisão real não ser perfeitamente elástica.
8. Principais fontes de incerteza
• Leitura do ângulo no transferidor (paralaxe e alinhamento do barbante com a vertical).
• Posição de soltura e ponto de impacto: o pêndulo deve atingir o carrinho no ponto mais
baixo da trajetória.
• Leitura da distância percorrida na régua, feita a olho nu.
• Atrito de rolamento do carrinho, que pode variar ao longo da rampa.
• Colisão real não perfeitamente elástica, com perda de energia por deformação e som.
Anexo - Cálculos manuscritos (folha 1 de 2)
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Anexo - Cálculos manuscritos (folha 2 de 2)
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