Fisica Relatório experimento 3

Prévia do material em texto

Medindo Velocidade
Resumo. Neste experimento foi realizado análises sobre a variação de velocidade e tempo que
um objeto leva para percorrer uma superfície com e sem atrito em função da força de uma mola.
Esta análise foi feita através de gráficos obtidos das simulações no software Virtual Physics Lab.
Palavras chave: Velocidade média, Velocidade instantânea, Tempo.
Introdução
A velocidade é a razão entre a distância
percorrida e o tempo em que um objeto levou para
percorrer uma trajetória. O tempo é inversamente
proporcional a velocidade, ou seja, quanto maior o
tempo, menor será a velocidade. 
Procedimento Experimental
O experimento foi realizado no laboratório
Virtual Physics Lab na bancada de mecânica com
um bloco de madeira em uma superfície plana, sem
atrito, de 500 cm de comprimento e uma mola
inicialmente com força de 78N aplicando sobre o
bloco. 
Ao iniciar o experimento, acionando a mola
clicando em “force”, foram realizadas anotações,
obtidas pelo software no campo “TIME”, sobre o
tempo decorrido para o bloco percorrer a superfície,
conforme a Fig. 1. Logo após fez-se as mesmas
anotações, mas com forças diferentes e, com esses
valores obtidos, calculou-se as velocidades médias
para cada força aplicada pela mola sobre o bloco
como pode-se notar na tabela 1. 
Fig. 1: Iniciando o experimento.
O cálculo da velocidade média para cada força
aplicada pode ser obtida através da equação:
Vm = d(x)
 d(t)
Tabela 1: Tempo em função da força e
velocidade média.
Ao mudar o tipo de material do bloco no campo
parâmetros para plástico, o atrito começa a ser
considerado. Realizando um novo cálculo da
velocidade média e notadas as velocidades
instantâneas em diversos tempos, Tabela 2, através
da gravação dos dados clicando em “recording”
antes de “force” e verificando-as no link que
aparece no “lab book”, conforme a Fig. 2.
A velocidade média foi obtida da seguinte
maneira:
Vm = 500cm / 2,3289s
Vm = 202,43 cm/s
Tabela 2: Velocidade instantânea e tempo.
Fig. 2: Mudando parâmetros
Com esses dados foram feitos diversas análises
e pode se obter resultados e conclusões sobre o
atrito, velocidade média e velocidade instantânea. 
Análise e Resultados
Neste experimento a velocidade está relacionada
com a força aplicada pela mola sobre o bloco,
portanto pode-se notar no gráfico 1 que com a
variação dessa força tem-se diversas inclinações.
Quanto maior o ângulo de inclinação da reta
menor é o tempo para percorrer os 500 cm e maior
é a força aplicada. Se o bloco levar menos tempo
para percorrer essa trajetória maior será o ângulo de
inclinação da reta.
Conforme os cálculos de velocidade média
obtidos na tabela 1, pode-se analisar com a ajuda do
Gráfico 2 que a velocidade média tem variações em
função do tempo. Quanto menor o tempo maior a
velocidade média do bloco.
Gráfico 1: Distância x Tempo
0 0.94 1.06 1.25 1.48 2.18 2.73
0
100
200
300
400
500
Distância (cm) x Tempo (s)
40N 50N 78N 90N 110N 130N
Gráfico 2: Velocidade x Tempo
0.94 1.06 1.25 1.48 2.18 2.73
0
100
200
300
400
500
600
Velocidade (cm/s) x Tempo (s)
Distância 500 cm
Quando muda-se o material do bloco para
plástico há várias mudanças nos resultados obtidos
onde antes não considerava o atrito. Com a força de
atrito agindo sobre o bloco, resulta em uma
aceleração com sentido contrário ao movimento do
mesmo, sendo assim diminuindo a velocidade ao
decorrer do tempo. O resultado dessa aceleração
sobre o sistema pode ser visto no gráfico 2, onde se
tem uma curva de velocidade instantânea construída
através da tabela 2 e outra da velocidade média
calculada anteriormente. 
Gráfico 3: Vm e Vi
0 0.1 0.22 0.32 0.42 0.57 0.68 0.78 0.98 1.18 1.39 1.59 1.8 2 2.2 2.33
0
50
100
150
200
250
300
350
400
A velocidade Média e a Velocidade Instantânea
Vi Vm
A diferença entre as velocidades no gráfico 3 é que na velocidade média calculada apenas se analisa a
distância total e a variação total do tempo já a velocidade instantânea é a obtenção da velocidade em cada
instante de tempo. Entretanto no experimento desconsiderando o atrito no sistema, tem-se uma situação
diferente, onde a velocidade média é igual em todo o instante a velocidade instantânea. Isto porque a aceleração
é igual a zero, ou seja, a velocidade é constante. Já neste último experimento tem aceleração diferente de zero, ou
seja, a velocidade varia em função do tempo.
Conclusão
Neste experimento foi possível observar como o tempo que um objeto leva para percorrer uma trajetória,
pode variar em função da sua velocidade. E esta velocidade pode variar em função de uma força. E ainda, com a
intervenção da força de atrito surge uma aceleração que varia esta velocidade, sendo que neste caso a velocidade
média é diferente da velocidade instantânea.
Vale ressaltar que, este experimento realizado foi possível provar na prática os conceitos da física mecânica e
ainda uma melhor compreensão da mesma.
Referências
[1] YONG & FREEDMAN. “Física I” Mecânica. Editora Pearson Education. 12º Edição, 2008.