SEGUNDA LEI DE NEWTON - RELATÓRIO

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SEGUNDA LEI DE NEWTON
OBJETIVO: 
Através de dados experimentais obtidos em laboratório, obter a relação entre a força aplicada em um corpo com a aceleração adquirida pelo mesmo. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: 
Ao analisarmos um sistema em equilíbrio (estático ou dinâmico), partimos do pressuposto de que as forças atuantes sobre o mesmo se cancelam, de forma que a força resultante sobre o sistema é zero (condição de equilíbrio). Em contrapartida, quando o somatório das forças atuantes é diferente de zero, o sistema não está em equilíbrio e deve possuir uma aceleração. Esse é o pilar da Segunda Lei de Newton, que relaciona a aceleração de um sistema com as forças sobre ele da seguinte forma:
 = m
Desta equação, depreendemos que o vetor força resultante equivale ao produto da massa do corpo pelo vetor aceleração do corpo. A aceleração, assim como a força, é uma grandeza vetorial e sua direção e sentido são os mesmos da força resultante sobre o sistema.
MATERIAIS:
Detector de Movimento do tipo “Photogate”
Figura 1
Trilho de Ar com Planador
Figura 2
Polia, Massas, Linhas, Suportes
Figura 3
PROCEDIMENTO
Inicialmente, montou-se o sistema de forma que o planador ficasse estático sobre o trilho de ar quando não haviam forças agindo sobre o sistema. Foram tomadas medidas para o comprimento do planador (L), para a massa do planador (mp) e para a massa do suporte (ms). Os valores foram registrados. Posteriormente, conectou-se a linha ao planador passando esta pela polia para que o suporte das massas pudesse ser suspenso. Os valores individuais das massas foram medidos e obtemos um valor de 10g para cada. Distribui-se as massas entre o planador e o suporte, de forma que, inicalmente, 100g fossem colocados no planador (durante todo o processo, cada lado do planador recebia metade da massa total colocada sobre ele) e 10g sobre o suporte. Registrou-se os valores de totais de m (massa do planador + massas adicionais) e de ma (massa do suporte + massas adicionais). Selecionou-se o modo “Gate” no decector de movimento. Escolheu-se um ponto de partida xo sobre o trilho para que o planador pudesse iniciar seu movimento. Tomou-se cuidado durante toda prática para que o planador sempre saísse desse mesmo ponto durante todas as repetições. Após pressionar o botão “Reset”, soltou-se o planador. Obteu-se o tempo t1 que o planador levou para passar pelo primeiro “photogate” e o tempo tgate. O tempo t2 que o planador levou para passar pelo segundo “photogate” foi obtido pela diferença t2 = tgate – t1. Repetiu-se o processo. Posteriormente, selecionou-se o modo “Pulse” do sensor para a obtenção do tempo t3 que o planador gasta para ir de um sensor ao outro. Registrou-se o valor para t3 e o processo foi repetido. O procedimento foi feito da mesma forma para valores diferentes das massas colocadas sobre o planador e sobre o suporte, mas a variação foi feita de forma que a soma total das massas (m + ma) fosse constante. Todos os valores foram registrados e tabelados.
RESULTADOS
Os valores registrados em laboratório para o comprimento do planador (L), a massa do planador (mp) e a massa do suporte (ms) foram:
L = 0,1 metros
mp = 190,5 gramas
ms = 10,1 gramas
Para encontrar as velocidades v1 e v2 do planador ao passar pelos “photogates” 1 e 2, respectivamente, dividiu-se o comprimento deste pelos tempos t1 e t2 que o planador gastava para chegar até os sensores.
A aceleração média do planador ao passar pelos sensores foi obtida através da equação:
O módulo da força peso do suporte com as massas adicionais também foi calculado, considerando o valor da aceleração gravitacional g = 9,78 m/s².
Com os dados obtidos, foi possível elaborar a seguinte tabela: 
	m (gramas)
	ma (gramas)
	t1 (s)
	tgate (s)
	t2 (s)
	t3 (s)
	v1 (m/s)
	v2 (m/s)
	a (m/s²)
	Pa (N)
	290,5
	20,1
	0,269
	0,375
	0,106
	1,059
	0,369
	0,939
	0,548
	0,197
	
	
	0,273
	0,380
	0,107
	1,022
	
	
	
	
	
	
	0,271
	0,378
	0,107
	1,041
	
	
	
	
	270,5
	40,1
	0,195
	0,270
	0,075
	0,714
	0,514
	1,130
	0,859
	0,392
	
	
	0,194
	0,296
	0,102
	0,719
	
	
	
	
	
	
	0,195
	0,283
	0,089
	0,717
	
	
	
	
	250,5
	60,1
	0,160
	0,222
	0,062
	0,584
	0,627
	1,613
	1,688
	0,588
	
	
	0,159
	0,221
	0,062
	0,584
	
	
	
	
	
	
	0,160
	0,222
	0,062
	0,584
	
	
	
	
	230,5
	80,1
	0,137
	0,190
	0,053
	0,506
	0,727
	1,887
	2,302
	0,783
	
	
	0,138
	0,191
	0,053
	0,502
	
	
	
	
	
	
	0,138
	0,191
	0,053
	0,504
	
	
	
	
	210,5
	100,1
	0,123
	0,170
	0,047
	0,450
	0,823
	2,000
	2,604
	0,979
	
	
	0,120
	0,173
	0,053
	0,453
	
	
	
	
	
	
	0,122
	0,172
	0,050
	0,452
	
	
	
	
	190,5
	130,1
	0,113
	0,157
	0,044
	0,413
	0,881
	2,273
	3,379
	1,272
	
	
	0,114
	0,158
	0,044
	0,411
	
	
	
	
	
	
	0,114
	0,158
	0,044
	0,412
	
	
	
	
Tabela 1- Os valores em negrito consistem em médias do tempo para as repetições nas diferentes etapas.
Através do software Microsoft Excel 2010, foi possível elaborar um gráfico relacionando a aceleração do sistema com o módulo da força peso do suporte com as massas adicionais. 
A equação do gráfico obtida pelo software foi:
y = 2,718x – 0,011
O coeficiente de correlação linear das variáveis obtidas pelo mesmo software foi de 0,9845.
DISCUSSÃO
A prática em questão proporcionou uma boa compreensão dos efeitos da Segunda Lei de Newton. Levando em consideração que o equipamento tornava o atrito entre o trilho e a superfície de atrito praticamente inexistentes e a precisão relativamente alta do sensor photogate (já que este automatiza o processo de tomada do tempo, excluindo possíveis erros quando a medição é feita em um cronômetro por um aluno), espera-se encontrar resultados experimentais bem próximos daqueles encontrados teoricamente. Possíveis fontes de erro, portanto, podem existir em pequenos descuidos dos alunos, como por exemplo, sempre colocar o planador sobre uma mesma posição relativa xo do trilho para todas as repetições ou um mau arranjo na colocação das polias e as massas. O gráfico permitiu verificar que a aceleração e o suporte são linearmente dependentes, já que o coeficiente de correlação para as variáveis foi próximo de 1. 
REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO
Caderno de Práticas de Laboratório de Física (FIS 120) – CCE – UFV
YOUNG H. D.; FREEDMAN R. A. Sears e Zemansky. Física I: Mecânica. São Paulo: Addison Wesley, 2003.
	UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CCE – CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
FIS 120 – LABORATÓRIO DE FÍSICA
	
RELATÓRIO:
SEGUNDA LEI DE NEWTON
SAULLO R. RODRIGUES PEREIRA – MATR.: 66616
CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
TURMA: P10
NOVEMBRO - 2013