LAB 8

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Segunda Lei de Newton
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Centro Universitário Uninter
Pap – XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
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Resumo. Esse experimento tem como objetivo investigar, por meio de gráficos e análise de dados, como força, massa e aceleração estão relacionadas.
Palavras chave: Força, Massa, Aceleração.
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Introdução
A segunda lei de Newton afirma que a aceleração de um objeto depende de sua massa e da força total aplicada sobre ele. Essa lei pode ser escrita matematicamente da seguinte maneira:
força = massa × aceleração ou F = m × a.
Essa equação pode ser rearranjada:
aceleração = força/massa
A relação entre essas variáveis pode ser usada para explicar a mecânica envolvida em muitas colisões, de pessoas jogando futebol americano a acidentes automobilísticos. Também é muito útil quando queremos saber como acelerar rapidamente ou como criar bastante força com o menor esforço possível! 
Procedimento Experimental
Inicie o Virtual Physics e selecione Newton’s Second Law na lista de atividades. O programa vai abrir a bancada de mecânica (Mechanics).
O laboratório está montado com uma bola sobre a mesa. Um foguete está preso à bola com a função de empurrá-la pela mesa. Neste experimento não há atrito.
 Você deve coletar os dados de posição e velocidade da bola enquanto ela percorre a mesa. Você então construirá gráficos de posição e de velocidade ao longo do tempo.
Você consegue imaginar como será o gráfico velocidade versus tempo se a bola estiver acelerando?
O gráfico velocidade versus tempo será uma reta inclinada, se a bola tiver uma aceleração constante.
Clique no Lab book para abri-lo. Clique no botão (Recording) para começar a registrar os dados. A bola começará a rolar quando você apertar o botão Force.
Observe o que acontece com a bola enquanto ela rola sobre a mesa. A força inicial está regulada em 10 N e a massa da bola é de 2 kg. O experimento vai parar automaticamente quando a bola atingir o final da mesa.
 Um link vai aparecer em seu Lab book contendo os dados de posição e velocidade da bola rolando sobre a mesa versus o tempo. Clique duas vezes ao lado do link e escreva a força e a massa utilizadas.
Reinicie o experimento clicando no botão Reset. Utilize o dispositivo de parâmetros (Parameters) para alterar a força do foguete e repita o passo 3 com outras duas forças. Anote as forças que você utilizou na tabela a seguir.
Agora, observe o que acontece com a velocidade e a aceleração da bola ao alterar a massa da bola. Reinicie o experimento clicando no botão Reset. Utilize o dispositivo de parâmetros para alterar a massa da bola. Verifique que a força está regulada para 10 N e repita o passo 3 usando duas massas diferentes da massa inicial. Não altere a força neste experimento. Anote as massas na tabela abaixo.
Tabela de dados
	Força(N)
	Massa da Bola (Kg)
	Velocidade final(m/s)
	Tempo que levou para atingir o fim
da área de experimento (s)
	Aceleração(m/s²)
	10
	2
	44,72
	8,94
	5
	20
	2
	63,24
	6,32
	10
	30
	2
	77,45
	5,16
	15
	10
	3
	36,51
	10,95
	3,33
	10
	5
	28,28
	14,14
	2,0
Análise e Resultados
Use os dados de cada link de seu Lab book para construir os gráficos de velocidade versus tempo no espaço abaixo. 
Você desenhará um gráfico de velocidade da bola versus o tempo que ela levou para cruzar a mesa. Denomine o eixo horizontal como Tempo (s) e o eixo vertical como Velocidade (m/s). Utilize uma escala adequada. O primeiro ponto do seu gráfico deve ser (0 s, 0 m/s), que corresponde ao tempo e à velocidade inicial da bola. Indique dez pontos para cada bola e conecte os pontos utilizando cores diferentes para cada experimento.
Identifique cada gráfico com a força e a massa da bola correspondente. 
Abra cada um dos links de dados e anote na tabela a velocidade final e o tempo que levou para atingir essa velocidade. Atenção: anote o tempo que levou para a bola chegar ao fim da área de experimentos – é possível que o programa tenha registrado outros pontos após esse momento, mas desconsidere-os.
Como os gráficos de velocidade versus tempo demonstram que a bola está acelerando?
Através da inclinação da reta, a bola parte do ponto 0 e se desloca aumentando a velocidade de acordo com a força aplicada.
Qual bola teve a maior aceleração?
No gráfico representado a bola q teve maior aceleração foi a de maior força (20N) e menor massa (2Kg).
A aceleração é a medida da variação da velocidade em um intervalo de tempo. Isso pode ser expresso pela equação: aceleração = variação da velocidade/intervalo de tempo. Calcule a aceleração de cada uma das bolas utilizando essa equação. A velocidade inicial de cada bola foi 0 m/s.
Anote os cálculos na tabela da página anterior.
Outra maneira de calcular a aceleração é pela segunda lei de Newton. A aceleração que você calculou na questão 4 é igual à aceleração calculada usando a segunda lei de Newton?
Usando a segunda lei de Newton os valores calculados são iguais. 
Usando os dados da tabela, faça um gráfico de força versus aceleração no espaço indicado a seguir. Você vai representar a força aplicada à bola versus a aceleração observada enquanto a bola rolava sobre a mesa. Identifique o eixo horizontal com Aceleração (m/s 2) e o eixo vertical com Força (N). Utilize somente os três primeiros pontos coletados no passo 4 do seu procedimento, os quais foram todos realizados com a mesma bola. Lembre-se de utilizar uma escala adequada.
O que a declividade do gráfico força x aceleração informa? 
Nos informa um resultado constante equivalente a massa da bola.
Explique como você poderia produzir uma grande aceleração usando uma força pequena.
Para produzir uma grande aceleração com uma força pequena, será necessário um objeto com valor da massa pequeno.
Quais são as duas maneiras de aumentar a aceleração? 
Aumentar a força aplicada no objeto e diminuir a massa do objeto submetido a força.
Conclusão
Com esses experimentos concluímos através da segunda lei de Newton, que a aceleração de um objeto varia de acordo com a força aplicada e a massa do objeto. Quanto maior a força e menor a massa, maior será a aceleração. 
A Segunda lei de Newton é conhecida como o Princípio Fundamental da Dinâmica e mostra que a força resultante que atua sobre um corpo é resultado da multiplicação da massa do corpo por sua aceleração.
Referências
Programa Virtual Lab Fisica Mecânica
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm
[1] H. D. Young e R. A. Freedman, Sears e Zemansky “Física 1 Mecânica ” 12ª ed.: Pearson – São Paulo: 2008.
[2] Univirtus Ava “Física Mecânica”.
[3] Virtual Lab. Fisica Mecânica.
[4] Resnick, R., Halliday, D. e Merrill, J.; Fundamentos de Física Mecânica. São Paulo - 9ª ed. vol1: LTC, 20