Laboratório 3

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Laboratório 3 
2ª Lei de Newton
Grupo:
Marcelle Silva Guiné Turma K8
Thiago Garcia da Silva Tuma K8 
Vitor Martins Santos Turma K8
Professora:
Maria Emília X. Guimarães
Resumo: O laboratório foi realizado visando demonstrar a 2ª lei de Newton através de medidas experimentais obtidas pela a massa e aceleração. Os resultados mais relevantes foram: Para força externa F1 = 12.544 N, 
F2 = 22.344 N, F3 = 32.144 N, F4 = 41.944 N e para aceleração 
a1 = 44,54 cm/s², a2 = 63,18 cm/s², a3 = 114,55 cm/s², a4 = 164,37 cm/s²
 Objetivo: Verificar experimentalmente a 2ª Lei de Newton através da medida das massas e acelerações encontradas. Os materiais utilizados foram um trilho de ar, um carrinho com placa metálica, dois sensores ópticos, um cronômetro digital, um cordão, uma polia, quatro massas calibradas de 10g cada e uma balança.
 
 Dados experimentais:
	 ms = 2,8g 0,2g
	 m = 10g 0,2g
	 md = 12,8 0,2g
	n
	x (cm)
	t (s)
	xn – xn-1 
	tn – tn-1
	 (cm/s)
	 (s)
	0
	0
	0
	-
	-
	-
	-
	1
	30
	0,705
	30
	0,705
	42,55
	0,353
	2
	40
	0,879
	10
	0,174
	57,47
	0,792
	3
	50
	1,031
	10
	0,152
	65,79
	0,955
	4
	60
	1,161
	10
	0,130
	76,92
	1,096
	5
	70
	1,284
	10
	0,123
	81,30
	1,223
 Tabela 1. Posições e tempos para a obtenção do primeiro valor da aceleração.
	 ms = 2,8g 0,2g
	 m = 20g 0,2g
	 md = 22,8 0,2g
	n
	x (cm)
	t (s)
	xn – xn-1 
	tn – tn-1
	 (cm/s)
	 (s)
	0
	0
	0
	-
	-
	-
	-
	1
	30
	0,461
	30
	0,461
	65,08
	0,231
	2
	40
	0,595
	10
	0,134
	74,63
	0,528
	3
	50
	0,717
	10
	0,122
	81,97
	0,656
	4
	60
	0,821
	10
	0,104
	96,15
	0,769
	5
	70
	0,916
	10
	0,095
	105,26
	0,867
 Tabela 2. Posições e tempos para a obtenção do segundo valor da aceleração.
	 ms = 2,8g 0,2g
	 m = 30g 0,2g
	 md = 32,8 0,2g
	n
	x (cm)
	t (s)
	xn – xn-1 
	tn – tn-1
	 (cm/s)
	 (s)
	0
	0
	0
	-
	-
	-
	-
	1
	30
	0,387
	30
	0,387
	77,52
	0,194
	2
	40
	0,488
	10
	0,101
	99,00
	0,438
	3
	50
	0,576
	10
	0,088
	113,64
	0,507
	4
	60
	0,660
	10
	0,084
	119,05
	0,618
	5
	70
	0,734
	10
	0,074
	135,14
	0,697
 Tabela 3. Posições e tempos para a obtenção do terceiro valor da aceleração.
	 ms = 2,8g 0,2g
	 m = 40g 0,2g
	 md = 42,8 0,2g
	n
	x (cm)
	t (s)
	xn – xn-1 
	tn – tn-1
	 (cm/s)
	 (s)
	0
	0
	0
	-
	-
	-
	-
	1
	30
	0,366
	30
	0,366
	81,97
	0,183
	2
	40
	0,461
	10
	0,095
	105,26
	0,414
	3
	50
	0,543
	10
	0,082
	121,95
	0,502
	4
	60
	0,618
	10
	0,075
	133,33
	0,581
	5
	70
	0,681
	10
	0,063
	158,73
	0,650
 Tabela 4. Posições e tempos para a obtenção do quarto valor da aceleração.
	Mt = 243g
	Mt = 0,02g
	Md (g)
	F (N)
	a (cm/²)
	12,8
	12.544
	44,54
	22,8
	22.344
	63,18
	32,8
	32.144
	114,55
	42,8
	41.944
	164,37
 Tabela5. Aceleração e força externa.
 
M
C
 = 200,2g
 
 
0,2g
massa do carrinho
.
 
m
s
 = 2,8g
 
 
0,2g
massa do suporte.
Exemplo de cálculos:
Velocidade média: nesse experimento utilizamos a velocidade instantânea como valor para essa medida. Porque, quando um movimento possui aceleração constante, a velocidade média em um determinado momento é igual a instantânea no mesmo intervalo de tempo.
 
 = 
 
= 
 = 42,55 cm/s
Velocidade média no primeiro intervalo.
 
 = 
 Cálculo da velocidade média: Exemplo:
Tempo: é o intervalo de tempo no qual a velocidade média é igual à velocidade instantânea. Cada velocidade instantânea possui um tempo correspondente.
 
 = 
 
 = 
 
= 
0,353
 s
Tempo médio
 no primeiro intervalo.
 = 
 Cálculo da velocidade média: Exemplo:
Aceleração: é a velocidade com que um corpo se move em um dado intervalo de tempo.
Cálculos para a aceleração:
a = 
a = 
= 
 
= 
44,54
 s
Tempo médio
 no primeiro intervalo.Cálculo da aceleração: Exemplo:
Cálculo para o Desvio Padrão: Cáculo para Mexp:
Mexp
 =
 
Mexp
 =
 
100%
Mexp = 245,4g
D.P. =
 
100%
D.P. =
 
100%
D.P ≈ 1%
Análise de erros:
 Erros quantitativos:
Erro de leitura da medida da distância é de: 0,5mm.
Erro de leitura da medida do tempo é de: 0,001s.
Erro de leitura da medida da massa é de: 0,2g.
Erros qualitativos:
Consideramos o atrito do carrinho com o trilho, a resistência do ar, a velocidade com que o vento sai do trilho e a massa do fio que exercia a tração.
Discussão dos resultados e conclusões: Com a experiência concluímos que, ao soltarmos um peso que puxe um objeto sobre um plano horizontal sem atrito temos sempre uma mesma aceleração, provando assim a 2ª lei de Newton.
Respostas das questões da página 32 
Q1) Os seus resultados mostram uma relação linear entre uma força aplicada, um objeto e sua aceleração? 
R: Sim, visto que, quanto maior a força aplicada ao objeto maior é a aceleração do sistema. Tomando como referência F = 12.544g.cm/s²  que apresenta aceleração 
a = 44,54cm/s²  e F = 41.944g.cm/s² que apresenta aceleração a = 164,37cm/s², observamos assim a relação linear. 
Q2) Justifique o valor encontrado para a discrepância percentual, D.P., calculada pela Eq.(9). 
R: O valor encontrado foi de 1%. Valor esse considerado aceitável, levando-se em consideração os erros citados anteriormente. Como o Mexp é obtido a partir da força sobre o objeto e a mesma foi calculada a partir da gravidade, podemos considerar que a diferença do valor da aceleração da gravidade utilizada e o valor real da mesma influenciaram ao valor da D.P.