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Relatório Experimental fisica I Lei Newton-Galileo Aluno : Mario Divino Borges Filho Matricula : 11411EAU014 Curso : Eng. Controle e Automação Aluno : Mariana Santos Ferreira Matricula :11521ETE005 Curso : eng. Eletrônica e de Telecomunicações Aluno : Bruna Baleiro de Oliveira Matricula :11421ETE015 Curso : Eng. Eletrônica e de Telecomunicações Aluno :Igor Henrique Soares de Lima Matricula : 11521EEL006 Curso : Eng Eletrica Introdução Galileo Gallilei e Isaac Newton estabeleceram no passado as leis fundamentais da mecanica classica , atraves de vários experimentos conseguiram provar de forma irrefutável a veracidade das suas leis. No experimento descrito a seguir deveremos chegar aos mesmos resultados previstos em teoria para a aceleração da gravidade e visualizar a dependencia linear entre força e aceleração do sistema. De acordo com a Segunda Lei de Newton: “A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida.” Essa relação pode ser descrita com a equação: Fr = m . a (1) sendo: Fr = força resultante ; m = massa : a = aceleração : através da equação 1 podemos observar que a relação entre a força e a aceleração deve ser linear, ao aplicar uma força sobre um corpo imprimimos sobre ele uma aceleração que depende da sua massa. Objetivos O objetivo desse experimento é através da gravidade determinada , verificar a ligação entre a força resultante e a aceleração do sistema. Iremos então deduzir a proporcionalidade entre forçaresultante e aceleração, no final achando também a fórmula paraa velocidade. Resumo Através do experimento vamos observar a proporcionalidade entre a força resultante e a aceleração conhecida como a 2° lei de Newton. Iremos utilizar os mesmo aparatos que usamos para movimento retilíneo uniforme , observando então sua aceleração ao alterar a massa. Equipamentos utilizados são mostrados na figura 1 Trilho de ar; Planador; Porta-pesos; Pesos; Sensores de movimento; Cronômetro; Procedimento experimental Verifica se todo o equipamento está na bancada e que o trilho de ar era nivelado. A primeira fotocelula deve estar ajustada para que o cronômetro inicia a contar assim que o planador é disparado. Posicone a segundaa fotocelula 70cm de distância da primeira, observe se o fio está conectado à polia. Confira a distância entre o porta-peso e o chão para ter certeza que irá ter aceleração no movimento. Coloque uma espuma no chão para que o peso nao de choque diretamente com o chão (a distancia entre o porta pesos e o chão deve ser de 70cm. Ligue o soldador de ar e ajuste para que o carro flutue sobre o trilho, cuidado não deixe o planador colidir com o final do trilho. Medir a massa total do sistema sujeito ao movimento (221,5 gr) . Distribua as massas entre o planador (211,5gr) e porta-peso (10 gr) Anote o valor da massa no planador e porta-peso é anote o tempo . Repita 3 vezes. Retire duas massas do planador e repita o procedimento, Repita novamente 3 vezes. Repita o procedimento anterior tirando de duas em duas massas até completar 5 pares de massas. Tabelas e gráficos tabela 1: Dados colhidos com seus respectivos erros tabela 2: Massas com seus respectivos tempos medios tabela 4: velocidades do carro com as respectivas massas tabela 5: Acelerações com suas respectivas massas Gráfico 1 Gráfico 2 Resultados e Discussões Os dados colhidos no experimento estão colocados na tabela 1 , na mesma tabela temos os respecitvos erros. Na tabela 2 temos os dados mas massas totais e dos tempos médios , com esses dados podemos plotar um gráfico para observar a dependencia entre as massas e o tempo ao qual o corpo percorre o espaço entre as fotocélulas, em teoria vemos que a uma aceleração constante o tempo para se percorrer o mesmo espaço deve aumentar, de forma linear , à medida em que a massa do sistema aumenta e é exatamente esse comportamento que podemos observar no gráfico 1 . Através das dessas medidas podemos encontar as variações de velocidade , que podem ser vistos na tabela 2, e acelerção , que podem ser vistos na tabela 3 . Por conta da dependencia linear entre aceleração e força que exploramos no inicio deste relatório e em teoria, sabemos que o gráfico da aceleração em função da massa será linear e como eles são inversamente proporcionais , a reta que representa esse valores deve ser decrescente, observando o gráfico 2 constatamos exatamente esse coportamento. Conclusões Como: Fr=m . a; (1) então: m .a = M . g (2) Aceleração da gravidade g= m . a / M (3) Onde: m = Massa do carrinho = 216.5gr; M = Massa do porta-peso = 10gr; a = Aceleração resultante = 0.2858 m/s²; Sendo assim : g = 6.18 m/s² Notou-se ao final do experimento que ao se variar a massa, ocorre uma pequena variação do tempo de cada volta seguinte. O valor da aceleração da gravidade obtem erro muito grande devido aos erros de medidas obtidos durante a coleta referentes ao mal posicionamento do fio na polia de ligação , constatamos que não observamos em todas as medidas se o fio estava em posição correta. Mesmo com as erros de observação e experimentação conseguimos observar através dos graficos e tabelas a dependencia linear entre as forças , massas e acelerações . Bibliografia IWAMOTO, Wellington A. at. Al., Guias e Roteiros para Laboratório de Física Experimental 1. 1a Edição. Uberlândia, 2014. RESNICK, R. &HALLIDAY, D... Fisica.3ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Cientifico 1979. V.1. HALLIDAY, D.; RESNICK, R; WALKER, J., Fundamentos de Física, Mecânica 1, Sexta Edição, Ed. LTC, 2002. BUNIMOVICH, L. A., Func. Anal. Appl., v. 8, p. 254, 1974. TIPLER, D.; RESNICK, R; WALKER, J., Física, Mecânica 1,Sexta Edição, Ed. LTC, 2006. ; tempo médio x massa massa tempo medio tempo medio x massa 1 221.5 1.7304 2 219.5 1.6735 3 217.5 1.6149 4 215.5 1.5968 5 213.5 1.4669 6 211.5 1.435 ; massa total aceleracão acelerção X massa 1 221.5 0.2571 2 219.5 0.2499 3 217.5 0.2683 4 215.5 0.2744 5 213.5 0.3252 6 211.5 0.3399 ??? Page ??? (???) 00/00/0000, 00:00:00 Page / massa acel 221,5 0,2571 219,5 0,2499 217,5 0,2683 215,5 0,2744 213,5 0,3252 211,5 0,3399 m T1 +/- δT1 T2+/- δT2 T3+/- δT3 Tm+/- ∆Test. Tm+/- ∆Ttotal 221.5 1.7215 +/- 0.0138 1.7371 +/- 0.0139 1.7327 +/- 0.0139 1.7304+/- 0.0046 219.5 1.6730 +/- 0.0140 1.6801 +/- 0.0105 1.6676 +/- 0.0104 1.6735+/- 0.0036 217.5 1.6185 +/- 0.0051 1.6123 +/- 0.0051 1.6141 +/- 0.0051 1.6149+/- 0.0018 215.5 1.6597 +/- 0.0910 1.5723 +/- 0.0862 1.5585 +/- 0.0855 1.5968+/- 0.0316 213.5 1.5001 +/- 0.0762 1.4923 +/- 0.0758 1.4084 +/- 0.0716 1.4669+/- 0.0293 211.5 1.4393 +/- 0.0115 1.4258 +/- 0.0114 1.4400 +/- 0.0115 1.4350+/- 0.0046 1.4350+/- 0.0046 ??? Page ??? (???) 00/00/0000, 00:00:00 Page / ??? Page ??? (???) 00/00/0000, 00:00:00 Page / m tm 221,5 1,7304 219,5 1,6735 217,5 1,6149 215,5 1,5968 213,5 1,4669 211,5 1,435 ??? Page ??? (???) 00/00/0000, 00:00:00 Page / ??? Page ??? (???) 00/00/0000, 00:00:00 Page / m vm 221,5 0,445 219,5 0,4182 217,5 0,4334 215,5 0,4383 213,5 0,4771 211,5 0,4878
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