Trilho de Ar

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Relatório de física experimental 1
Faculdade de Engenharia
Gustavo Salaverry Lara
Trilho de Ar
Rio de Janeiro
2017
Gustavo Salaverry Lara - Bancada 10
Trilho de Ar
Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina Física Experimental I na Turma 10 da Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual do Rio de Janeiro. 
Prof. Dr. Alan Freitas Machado 
Rio de Janeiro
2017
INTRODUÇÃO TEORICA
Para diminuir o módulo das forças de atrito foi projetado o trilho de ar, fazendo com que um corpo possa se deslocar sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto com a superfície do trilho. Este experimento consiste em um trilho com orifícios laterais por onde o ar proveniente de um compressor, escapa, criando uma parede de ar que impede o contato entre as superfícies, diminuindo o atrito (figura 1).
OBJETIVO
Analisar o comportamento de um corpo sob ação de uma força conhecida, na ausência de atrito e verificar a aceleração produzida por este corpo.
Além de calcular a gravidade e observar a relação entre o atrito e o tipo de movimento realizado pelo corpo.
MATERIAIS UTILIZADOS: 
 
	Um trilho de ar 
	Um compressor de ar 
	Um cronômetro digital com duas aferições 
	Um carrinho (com placa de 100 mm)
	Dois sensores de tempo.
	Duas pastilhas medindo 10 mm
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Primeiramente inclina-se o trilho de ar (posicionam-se as duas pastilhas abaixo de um dos pés do trilho);
Em seguida posiciona no trilho o carrinho;
Depois disso, alinha-se o carrinho no ponto em que é exatamente percebido pelo sensor
óptico fato este para diminuir os erros na cronometragem do tempo;
Prepare-se o cronômetro na posição GATE, assim a medição do tempo será realizada dentro do intervalo em que os sensores reconhecem a presença do carrinho;
Depois disso é necessário que se aperte o botão RESET entre os sensores para determinar a velocidade instantânea com que o carrinho passa pelo primeiro e segundo sensores (vale lembrar que é preciso ser rápido);
Vale lembrar, que é necessário apertar o botão RESET a cada medição feita pelo cronômetro para descartar o valor anterior e não ser somado quando for feita a nova cronometragem;
Anotam-se os valores de cada medida a fim de realizar cálculos posteriores e tomarmos as devidas conclusões;
Devemos medir o ângulo formado pelo trilho e a mesa, para podermos calcular a gravidade, após termos a medida da aceleração. Esse cálculo é realizado usando a fórmula: g = a/sen θ.
COLETA E TRATAMENTO DE DADOS
Coleta e tratamento de dados das medidas feitas no laboratório foram anotados e a partir dela foram calculadas as velocidades médias, a média dos tempos, o desvio padrão, o desvio média absoluta, a média quadrática, o valor médio eficaz, a moda, a amplitude a variância e o desvio relativo percentual da gravidade encontrada (tabelas 1 e 2).
ANEXOS
Dados Coletados
Medições
Vel. instantânea final
Vel. instantânea final
Tempos
1
0,295000
 
0,100300
 
1,000900
 
2
0,294900
 
0,100300
 
1,001000
 
3
0,294400
 
0,100400
 
1,000700
 
4
0,295100
 
0,100100
 
1,000900
 
5
0,296200
 
0,100200
 
0,999800
 
soma
0,295120
 
0,100260
 
1,000660
 
Tabela 1 - Medidas encontradas.
Cálculo
Aceleração
Seno 
Gravidade
0,194731477
0,019895441
9,787743843
Tabela 2 - Cálculo da aceleração, seno θ e gravidade.
Tratamentos estatísticos:
Vel. Final
Vel. Inicial
Tempo
Médias
0,29512000
0,10026000
1,00066000
Desvio Padrão
 
0,00066106
0,00011402
0,00049295
Desvio Média Abs.
 
0,00043200
0,00008800
0,00034400
Média Quadrática
 
0,32328830
0,10982937
1,09616820
Valor Média Eficaz
 
0,56858447
0,33140515
1,04698051
Moda
 
#N/D
0,10030000
1,00090000
Amplitude
 
0,00180000
0,00030000
0,00120000
Variância
 
0,00000044
0,00000001
0,00000024
Desvio relativo % da g
 
0,19297516
 
 
Tabela 3 - Tratamentos estatísticos.
CONCLUSÃO
Tendo em vista todos os aspectos abordados nesta experiência, é possível identificar a aceleração em um sistema com forças constantes e a aceleração num plano inclinado, a o provar a segunda lei de Newton.
Em um todo, pode-se considerar que o s resultados adquiridos foram satisfatórios para equivalência do conceito dinâmico de força desde que o espaçamento entre os sensores seja igual e que o trilho de ar esteja alinhamento para que não interfira na calibração do experimento e não gerar valores discrepantes que impeçam a realização do experimento de forma eficaz.
Além disso notou-se que mesmo que uma placa de 100 mm tenha uma precisão menor (em relação à placa de 10 mm) para o sensor, a placa maior vai ter uma acurácia maior, por causa do espalhamento dos feixes de luz do sensor.
BIBLIOGRAFIA
1. David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker. Fundamentos de Física Vol. 1 – Mecânica – 9ª Ed. 2012. Ed. LTC.
2. Moysés Nussenzveig. Curso de Física Básica Vol. 1 – Mecânica – 5ª Ed. 2013. Ed. Edgard Blucher.
3. Roger A. Freedman, Hugh D. Young. Sears & Zemansky Física 1 – Mecânica – 12ª Ed. 2008. Ed. Pearson.