RELATORIO 5- lei de Newton- calculo da gravidade

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL EXPERIMENTAL – A
RELATORIO 5 – LEIS DE NEWTON
PROFESSOR: Edgar Aparecido Sanches
ALUNOS:
Daniela Mota
José Guilherme Cury
Karen dos Santos
Mayra Paula de Souza
Valéria Alves Bezerra
MANAUS
OUTUBRO-2017
INTRODUÇÃO
O seguinte relatório descreve práticas realizadas no laboratório de física utilizando conhecimentos das leis de Newton para determinar a aceleração da gravidade. Assim como a medição do tempo que o corpo analisado leva para se mover no trajeto do experimento e a sua respectiva velocidade encontrada. Após encontrar esses valores poderão ser feitos os devidos cálculo para encontrar a aceleração da gravidade e desenvolver o gráfico da prática. Assim deve ser feita uma breve introdução teórica.
Para realizar este trabalho foi necessário o conhecimento dos três princípios fundamentais (Leis de Newton do movimento).
 	A princípio temos o enunciado da primeira lei de Newton:
Quando a força resultante sobre um corpo é igual a zero, ele se move com velocidade constante (que pode ser nula) e aceleração nula. (YOUNG & FREEDMAN, 2008)
Esta lei estabelece que se a força resultante de um corpo for nula, este ou estará em repouso ou se moverá em uma velocidade constante. Quando o movimento é iniciado ele só poderá ser interrompido se for exercido uma força sobre o mesmo. Essa característica que permite um corpo permanecer movimentando-se é chamado de inércia.
Posterior a essa temos a segunda lei de Newton do movimento:
Quando uma força resultante externa atua sobre um corpo, ele se acelera. A aceleração possuía mesma direção e o mesmo sentido da força resultante. O vetor da força resultante é igual ao produto da massa do corpo pelo vetor aceleração do corpo. (YOUNG & FREEDMAN, 2008)
									(1)
Essa lei não é válida para sistemas que são acelerados, assim como na primeira lei.
E por fim temos a terceira lei de Newton:
Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (uma ‘ação’), então o corpo B exerce uma força sobre o corpo A (uma ‘reação’). Essas duas forças tem o mesmo módulo e a mesma direção, mas possuem sentidos contrários. Essas duas forças atuam em corpos diferentes. (YOUNG & FREEDMAN, 2008)
 							(2) 
A terceira lei de Newton afirma que uma força exercida sobre um corpo é consequência de uma interação com outro corpo, de forma que essas forças dão-se em pares. De maneira que por exemplo você não pode empurrar um objeto com uma força sem que o mesmo o empurre de volta com uma força contrária de mesmo módulo.
OBJETIVOS
2.1. Métodos 
Verificar as Leis de Newton e suas características por meio de um sistema de carrinho, cordão, porta pesos, sobre um trilho de ar.
2.2. Específico
Verificar a relação entre espaço percorrido e o tempo sobre uma massa constante e que essa aceleração adquirida pelo corpo é diretamente proporcional à força aplicada. Determinar experimentalmente o valor da aceleração da gravidade.
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Materiais 
1 carrinho; 
1 peso;
Fio de sustentação do peso;
Trilho de ar com compressor;
Balança;
Régua;
ATA;
Cronômetro. 
3.2. Métodos 
	Nesse experimento foi utilizado um carrinho disposto sobre o trilho de ar, que diminui o atrito, ligado a um peso através de fios (figura 1) 
Figura 1. Estrutura do experimento
Fonte: Young and Freedman, pag 147
3.2.1. Posicionamento do carro 
Inicialmente carro 1 é posicionado em diferentes distâncias em relação ao cronômetro obtendo dessa forma a variação do espaço. Foram tomadas cinco distancias distintas durante o experimento. 
3.2.2. Medição dos tempos 
Devido ao balanço de forças o carro é movido e percorre a distância até o sensor onde está o cronometro. A variação de tempo levado para percorrer a distância predeterminada é cronometrado e obtidos são em milisegundos portanto para realizar a conversão para segundos é necessário multiplicar por . Esse procedimento é repetido três vezes. 
3.2.3. Media dos tempos 
Os períodos de tempo encontrados para cada variação de espaço são somados e divididos pela quantidade de vezes que o experimento foi realizado, ou seja 3, para se obter uma média.
3.2.4. Representação gráfica 
Com os dados coletados e portando programas de construção gráfica como o Excel, é feito o gráfico relacionando a variação de espaço (m) em relação ao quadrado do tempo () recomenda-se o uso do gráfico de “Fitting linear” 
3.2.5. Determinação da aceleração
Observa-se no gráfico que a aceleração é representada pelo coeficiente linear da reta e também pode ser obtida através da equação.
 				(3)
m1= massa do peso de laboratório 
m2 = massa do carrinho
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Segue abaixo a tabela 1 que contém os valores obtidos na realização do experimento e média dos tempos para cada distância, juntamente com seu tempo ao quadrado. Essa tabela foi utilizada para construção do gráfico 1.
Tabela 1. Dados experimentais
	Distancia (m)
	t1 (s)
	t2 (s)
	t3 (s)
	tm (s)
	t2 (s2)
	0,1
	0,4626
	0,4785
	0,4845
	0,4752
	0,2258
	0,2
	0,7019
	0,7088
	0,7067
	0,7058
	0,4981
	0,3
	0,8506
	0,8699
	0,8679
	0,8628
	0,7444
	0,4
	1,007
		0,9781
	1,012
	0,9990
	0,9980
	0,5
	1,185
	1,191
	1,21
	1,1953
	1,4288
De acordo com o gráfico 1, temos a equação da reta y = 0,3393x + 0,0356. Então é possível estabelecer o valor da velocidade por meio do coeficiente angular extraído desse gráfico e sua aceleração da gravidade com auxílio da equação 3.
 = 7,22 m/s2
Gráfico 1. Distancia versus tempo ao quadrado
CONCLUSÃO
Uma vez que o experimento realizado dentro do laboratório fundamenta-se na aplicação das leis de Newton em diferentes espaços com seus respectivos tempos (desconsiderando o atrito na movimentação do carrinho), foi possível determinar o valor da constante da gravidade durante o movimento do carrinho e do porta peso acoplado à ele a partir da análise gráfica, cujo valor é aproximadamente igual a .
Desse modo, os resultados mostraram-se satisfatórios, pois, tendo em vista o coeficiente angular , a constante da aceleração da gravidade tende a se aproximar do valor em todos os pontos da reta, isto é, um valor comum e equivalente a qualquer ponto dela, ou seja, um resultado coerente apesar de estar sujeito à imprecisões durante o experimento, como no cronômetro no movimento do carrinho e também nas distâncias medidas durante o seu percurso.
REFERÊNCIAS
YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física 1: Mecânica. 12ª Ed. São Paulo: Pearson-Addison Wesley, 2008