Apostila de Física Experimental I

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
UNIDADE MACAÉ 
 
APOSTILA DE FÍSICA 
EXPERIMENTAL I 
 
PROF. ROBSON FLORENTINO 
robflorentino@gmail.com 
 
Aluno: _______________________________ 
Matrícula: _____________________ 
Turma: _______ Ano/Semestre: ___________ 
 
O conteúdo desta apostila destina-se gratuitamente às aulas de 
laboratório e seu conteúdo foi preparado e revisado pelo professor Robson 
Florentino e deverá somente ser usado em suas aulas. 
Qualquer aluno, matriculado nesta disciplina, poderá baixar e manter 
seu caderno e assume a responsabilidade pelo mesmo e se compromete a não 
comercializá-lo sem a prévia autorização do autor. 
O material possui informações, dados, declarações, recomendações e 
informações provenientes de pesquisas e experimentos previamente testados e 
analisados para os laboratórios e equipamentos da Estácio – Unidade Macaé, o 
que poderá ser aplicado e não ocorrer o funcionamento adequado se utilizados 
por outros usuários e/ou equipamentos. 
 
 
Conteúdo: 
 
 O Caderno de Laboratório 
 Exemplo de relatório 
 00_Construção de gráficos 
 01_atividade_experimental_I_Incertezas em medidas experimentais 
 02_Atividade_experimenta_II_Movimento retilíneo e uniforme 
 03_atividade_experiemntal_III_Encontro de dois móveis 
 04_Atividade_experimental_IV_Aceleração da gravidade 
 05_atividade_experimental_V_Colchão de ar linear 
 06_Atividade_experimental_VI_QuedaLivre 
 07_Atividade_experimental_VII_Mesa de forças 
 08_Atividade_experimental_VIII_COMPOSIÇÃO DE FORÇAS - PESO NO PLANO 
INCLINADO 
 09_Atividade_experimental_XI_Determinação do coeficiente de atrito 
 10_Atividade_experimental_X_COMPOSIÇÃO DE FORÇAS - PESO EM ROLDANAS 
 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
 
Caderno de Laboratório 
 
 Cada estudante deverá manter um Caderno de Laboratório, no qual anotará os dados, 
procedimentos e demais informações relevantes à realização de cada experiência. Não se trata 
somente de um caderno de relatórios, este deverá ser montado e mantido como caderno da disciplina 
e será cobrado a qualquer momento das atividades experimentais. As anotações devem ser feitas 
durante a realização do experimento para garantir a objetividade e a fidelidade. 
 
 Não é simples definir a priori o que é "relevante ao experimento". Uma maneira de avaliar a 
relevância de uma informação é imaginar que se você usar o Caderno daqui a alguns meses (isto vai 
acontecer realmente, nas provas, exames e demais experimentos) ou mesmo anos, a informação 
contida no Caderno deve lhe permitir repetir a experiência sem dificuldade, entendendo do anotado no 
Caderno o que foi feito e quais foram os resultados e as conclusões. Em algumas disciplinas o 
Caderno poderá ser consultado durante as provas, por isso é fundamental que a informação seja 
concisa e bem organizada. 
 
 É expressamente proibido realizar cópia de dados do caderno de outros alunos. No caso de 
trabalhos em grupo, cada aluno é responsável pelo registro dos dados em seu Caderno. Ele poderá 
copiar figuras e tabelas de livros e apostilas indicando claramente a fonte. Se o aluno estiver ausente 
em algum dia, ele deverá realizar o experimento correspondente em outro dia (verifique o horário 
disponível do laboratório). 
 
 É muito desejável que seja um caderno grande (formato A4) e que após cada experimento, o 
aluno deixe uma folha em branco reservada para cálculos e anotações relevantes. 
Todo aluno deve possuir um bloco de papel milimetrado para que possam ser realizados os 
gráficos. 
 
 No mínimo, para cada experimento o Caderno de Laboratório, assim como os relatórios 
devem sempre conter: 
1. Título do experimento, data de realização, disciplina, turma e colaboradores; 
2. Objetivos do experimento; 
3. Roteiro dos procedimentos experimentais; 
4. Esquema do aparato utilizado; 
5. Descrição dos principais instrumentos (com desenho e devidas referências); 
6. Dados medidos; 
7. Cálculos; 
8. Tabelas e Gráficos; 
9. Resultados e conclusões. 
 
 O formato de apresentação destes 9 itens não é rígido. O mais indicado é usar um formato 
seqüencial, anotando-se à medida que o experimento evolui. 
 
 No Caderno de Laboratório também se anotam as observações que podem ser úteis na 
continuação de um experimento, ou lembretes de coisas que você deve providenciar (do tipo: "passar 
na biblioteca para verificar uma referência", ou "lembrar de zerar o micrômetro antes de começar a 
medir" ou ainda: "perguntar ao professor porque a faísca falha às vezes", ...) 
 
Fonte: G.L. Squires, "Practical Physics" (Cambridge University Press, 1991), capítulo 10, pp. 139-
146; e D.W. Preston, "Experiments in Physics" (John W 
iley & Sons, 1985), pp. 2-3. 
Universidade Estácio de Sá 
 
Física Experimental I – Prof. Robson Florentino 
robflorentino@gmail.com 
 
Gráficos 
 
Para que serve um gráfico em Física? 
O gráfico serve para visualizar o comportamento das grandezas físicas envolvidas de uma 
maneira fácil e rápida. 
Através de um gráfico podemos verificar como varia uma grandeza (por exemplo, espaço) em 
função de outra (por exemplo, tempo). 
Vamos mostrar como construir e interpretar o gráfico espaço em função do tempo como 
exemplo. 
 
 
Para construir qualquer gráfico envolvendo grandezas físicas, deve-se observar as seguintes 
regras: 
 Escolha a área do papel com tamanho adequado; 
 Colocar título e comentários _ é conveniente que uma pessoa observando o gráfico, possa entender do 
que se trata este gráfico, sem recorrer ao texto.; 
 Escolha escalas adequadas para colocar os valores nos eixos. Os eixos devem ser desenhados 
claramente. A variável dependente geralmente estará no eixo vertical, eixo y, e a variável independente 
no eixo horizontal, eixo x; 
 Coloque, de forma clara, as grandezas a serem representadas nos eixos com as suas 
respectivas unidades; 
 Coloque os valores das grandezas apenas com os números necessários à leitura; não 
coloque valores especiais; Marque nos eixos as escalas, escolhendo divisões que resultem em fácil 
leitura de valores intermediários (por exemplo, divida de 2 em 2 e não de 7,7 em 7,7). Se possível, cada 
um dos eixos deve começar em zero; 
 Procure traçar a melhor reta ou curva, devendo recorrer a métodos matemáticos quando 
os valores encontrados não estão adequados. 
 
 
Construção de gráficos 
 
Exemplo: 
Força (N) 4 9 20 26 32 
Distância (cm) 2,0 4,5 10,0 13,0 16,0 
 
 
Exercícios: 
Construa um gráfico de S = f(t), espaço em função do tempo, dada as tabelas abaixo. 
 
s(cm) 0,00 2,10 7,95 12,15 17,70 20,20 21,90 28,25 31,70 33,85 40,15 
t(s) 0 1 4 6 9 10 11 14 16 17 20 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental I– Incertezas em medidas experimentais 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
 
1 - Objetivos gerais 
 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: 
- Usar o paquímetro para medir o comprimento de objetos; 
- Usar uma balança para medir a massa de objetos; 
- Compreender que existe uma incerteza em toda medida experimental; 
- Estimar a incerteza de uma medida. 
 
2 - Material necessário: 
 
- Esferas metálicas; 
- Paquímetro (detalhes na última página); 
- Balança digital. 
 
3 – Introdução teórica: 
 
Toda medição está sujeita a incertezas que podem ser devidas ao processo de medição, aos 
equipamentos utilizados, à influencia de variáveis que não estão sendo medidas e, também, ao operador. 
Portanto, é importante expressar o resultado de uma medição de forma que outras pessoas entendam e saibam 
com que confiança o resultado foi obtido. 
Toda vez que um experimentador realiza uma medida, o resultado que ele obtém não é apenas um 
número. Essa medidapossui unidades, e possui também o que chamamos de incerteza da medida, ou erro da 
medida. 
Uma medida experimental determina da melhor maneira possível uma faixa de valores dentro da qual é 
provável que o valor exato da grandeza física se encontre. Porém, o valor exato é sempre desconhecido. A 
expressão que é fornecida para o resultado da medida deve indicar esse fato, e isso é feito através da 
determinação da incerteza experimental. A incerteza em uma medida representa, entre outras coisas, a 
impossibilidade de construção de equipamentos absolutamente precisos e de observadores absolutamente 
exatos. 
Um exemplo está representado na “régua” mostrada na figura abaixo: 
 
 Régua 
 Objeto de medida 
 A régua está dividida em unidades, e o objeto está mostrado. Imaginemos, inicialmente que nosso 
método de medida seja absolutamente correto. Isso significa que somos excelentes medidores e - nesse caso - 
não nos enganamos na definição do que é o zero da medida, e que as unidades fornecidas pelo fabricante são 
precisas. Sendo assim, qual é, em unidades da régua, o comprimento deste objeto? 
 Podemos afirmar “com certeza” que o valor medido está entre 4 e 5 unidades. Mais provavelmente 
entre 4,3 e 4,7 unidades. Isso significa que não é correto afirmar que o resultado vale 4,5 unidades. Mas 
podemos dizer que o resultado está entre 4,0 e 5,0 unidades e expressá-lo como 4,5±0,5 unidades. Ou talvez 
algo como 4,5±0,2 se tivermos muita confiança em nós mesmos e na régua apresentada. 
 Para trabalhar essas idéias, determinaremos a densidade de um objeto medindo diretamente sua massa 
e seu diâmetro e usando a relação ρ = m/V (eq.1), onde: 
ρ = densidade de um objeto; 
m = massa do objeto; 
V = volume do objeto; 
 
 
 A incerteza dessa densidade será determinada através da relação: 
 
δρ = m/v (δm/m)2 + (δv/v)2 (eq. 2) 
 
4 - Procedimento experimental: 
 
- Usando o paquímetro meça o diâmetro da esfera e determine sua incerteza. Anote os valores obtidos na 
tabela abaixo; 
- Usando a balança meça a massa da esfera e determine sua incerteza. Anote os valores obtidos na tabela 
abaixo; 
- Calcule o raio da esfera; 
- Usando seus conhecimentos de geometria espacial e a eq.1, calcule a densidade da esfera. Anote o valor 
obtido na tabela abaixo; 
- Usando a eq. 2 calcule a incerteza da densidade e, finalmente, anote o valor obtido na tabela abaixo. 
 
Tabela 
 Diâmetro 
(cm) 
Incerteza do 
diâmetro 
(cm) 
Massa(g) Incerteza da 
massa (g) 
Raio(cm) Incerteza do 
raio (cm) 
Densidade 
(g/cm
3
) 
Incerteza da 
densidade 
(g/cm
3
) 
01 
02 
 
 
 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental II– Movimento retilíneo e uniforme 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: 
- Caracterizar um movimento retilíneo e uniforme (MRU); 
- Calcular a velocidade de um móvel em MRU; 
- Prever a posição futura a ser ocupada por um móvel que se desloca em MRU; 
- Construir os gráfico da posição versus tempo e da velocidade versus tempo de um móvel em MRU. 
 
2 - Material necessário: 
 
- Plano inclinado; 
- Um imã; 
- Cronômetro. 
 
3 – Introdução teórica: 
 
Movimento retilíneo e uniforme é aquele em que o móvel percorre uma trajetória retilínea a sua 
velocidade escalar instantânea é constante e diferente de zero, de modo que o móvel sofre iguais variações de 
espaço em iguais intervalos de tempo. 
A grandeza física que indica a rapidez com que o móvel se desloca denomina-se velocidade média (vm) e 
é calculada pela expressão: vm = Δx/Δt em que Δx representa a variação do espaço e Δt o intervalo de tempo 
durante o qual Δx ocorre. 
Para o movimento uniforme define-se uma função horária do espaço que é expressa por: x(t)=x0+vt, em 
que x e x0 representam a posição final e inicial ocupadas pelo móvel, respectivamente. 
 
 
 
 
4 - Procedimento experimental: 
 
- Eleve o plano 15° acima da horizontal; 
- Com o auxílio do ímã, posicione a esfera na marca x0 = 0 mm; 
- Libere a esfera, ligue o cronômetro e pare-o quando a esfera passar pela marca x1 = 100 mm. Anote na tabela 1 
a posição ocupada pelo móvel e o tempo transcorrido e suas respectivas incertezas experimentais. 
- Repita esta operação para x2 = 200 mm, x3 = 300 mm e x4 = 400 mm, respectivamente. 
- Calcule a velocidade média em cada um dos percursos e complete a tabela 1. 
- Utilizando os valores de x e Δt da tabela 1 construa em uma folha de papel milimetrado o gráfico x versus Δt. 
- Utilizando os valores de v e t da tabela 1 construa em uma folha de papel milimetrado o gráfico de v versus Δt. 
 
5 – Responda as questões seguintes: 
5.1 – Qual o significado físico da inclinação da reta no gráfico x versus Δt? 
5.2 - Qual o significado físico da inclinação da reta no gráfico v versus Δt? 
5.3 - Qual o significado físico da área sob o gráfico de v versus Δt? 
5.4 – A função horária de um MRU é: x = x0 + vt. Usando os dados da tabela 1, calcule a velocidade média da 
esfera e escreva a função horária do movimento que ela efetua. 
5.5 – Usando a função horária obtida no item anterior, calcule a posição que irá ocupar a esfera após 10 s de 
movimento. 
5.6 – Arraste a esfera até a posição 0mm, libere-a e, simultaneamente, ligue o cronômetro. Meça a posição da 
esfera em t = 10 s. Esta posição coincide, dentro das incertezas experimentais, com o valor calculado? 
Represente os intervalos da medida experimental e da previsão teórica sobre um seguimento de reta. 
Tabela 1 
Posição 
ocupada 
(mm) 
Incerteza da 
posição 
(mm) 
Deslocamento 
(mm) 
Incerteza no 
deslocamento 
(mm) 
Intervalo de 
tempo (s) 
Incerteza no 
intervalo de 
tempo (s) 
Velocidade 
média (mm/s) 
Incerteza da 
velocidade 
média (mm/s) 
x0 = 0 δxn Δxn δΔxn Δtn δΔtn vn= Δxn / Δtn δ vn 
x1 = δx1= Δx1=x1-x0= δΔx1= Δt1= δΔt1= v1= δv1= 
x2 = δx2= Δx2=x2-x0= δΔx2= Δt1= δΔt1= v2= δv2= 
x3 = δx3= Δx3=x3-x0= δΔx3= Δt3= δΔt3= v3= δv3= 
x4 = δx4= Δx4=x4-x0= δΔx4= Δt4= δΔt4= v4= δv4= 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental III– Encontro de dois móveis em movimento retilíneo uniforme (MRU) 
Professor: Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: 
1.1- Calcular a velocidade de um móvel em MRU; 
1.2- Escrever a função horária de um móvel em MRU; 
1.3- Estabelecer um sistema de equações para o encontro de dois móveis que partem simultaneamente um de 
encontro ao outro, na mesma trajetória; 
1.4- Resolver o sistema de equações que determina o instante e a posição de encontro de dois móveis que se 
cruzam na mesma trajetória; 
1.5- Traçar, em um mesmo par de eixos, o gráfico da posição versus tempo para dois móveis que se cruzam; 
1.6- Determinar gráfica e numericamente o instante e a posição em que se cruzam dois móveis em MRU na 
mesma trajetória; 
 
2 - Material necessário: 
2.1- Plano inclinado; 
2.2- Um imã; 
2.3- Cronômetro. 
 
3 – Introdução teórica: 
Uma questão relativamente freqüente é a que solicita a determinação do local de encontro de dois 
móveis. O encontro ocorre quando os dois móveis estiverem na mesma posição do referencial, no mesmo 
instante de tempo. Em termos matemáticos isso nos leva a criar um sistema de equações com as funções 
horárias dos móveis. A solução deste sistema linear fornece a posição e o instante do encontro dosdois móveis. 
Em um gráfico posição versus tempo, as coordenadas do ponto de cruzamento das retas que 
representam as funções horárias dos movimentos identificam a posição e o instante em que os móveis se 
encontram. 
 
 
4 - Procedimento experimental: 
4.1- Eleve o plano 15° acima da horizontal; 
4.2- Com o auxílio do ímã, posicione a esfera na marca x0 = 0 mm; 
4.3- Libere a esfera, ligue o cronômetro e pare-o quando a esfera passar pela marca x = 400 mm. Anote na 
tabela 1 a posição ocupada pelo móvel, o tempo transcorrido e suas respectivas incertezas experimentais. 
(meça 5 vezes e tire a média para cada experimento para poder minimizar o erro experimental) 
4.4- Calcule a velocidade média da esfera no percurso entre 0mm e 400mm. 
4.5- Prepare o cronômetro e incline o conjunto (plano inclinado), fazendo com que a bolha de ar vá para a 
posição 400mm. Torne a apoiar o conjunto na mesa, cronometre e acompanhe o movimento da bolha até a 
posição 0mm. Anote os dados na tabela 1; 
4.6- Para o movimento uniforme define-se uma função horária (função movimento) expressa por: x(t)=x0+vt, 
onde está implícito que t0=0s. Identifique os parâmetros dos movimentos da esfera e da bolha e escreva suas 
funções movimento; 
4.7- Usando as funções movimento da esfera e da bolha calcule o instante de tempo e a posição em que elas 
irão se encontrar; 
4.8- Utilizando os dados da tabela 1, trace em um mesmo par de eixos, em um papel milimetrado, o gráfico das 
funções horárias da esfera e da bolha (identifique-as). 
 
5 – Responda as questões seguintes: 
 
5.1 – Qual o significado físico das coordenadas do cruzamento das duas retas representativa dos movimentos? 
5.2 – Sua observação experimental coincide com resultado previsto utilizando as funções movimento? 
Represente (no gráfico) o resultado obtido experimentalmente e a previsão obtida através das funções 
movimento em um mesmo segmento de reta. Compare os valores teórico com o experimental. 
Tabela 1 
Móvel Posição 
ocupada 
x0 (mm) 
Incerteza 
da 
posição 
δxn (mm) 
Posição 
final x 
(mm) 
Incerteza 
na 
posição 
final δx 
(mm) 
Deslocamento 
Δx (mm) 
Incerteza no 
deslocamento 
δΔx (mm) 
Intervalo 
de tempo 
Δt (s) 
Incerteza 
no 
intervalo 
de tempo 
δΔt (s) 
Velocidade 
média 
v=Δx/Δt 
(mm/s) 
Incerteza da 
velocidade 
média δv 
(mm/s) 
Esfera 
 
 
Bolha 
 
 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental IV – Aceleração da gravidade 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
 
Determinar experimentalmente a aceleração da gravidade usando o pêndulo simples. 
 
2 - Material necessário: 
Kit de pêndulo simples 
Cronômetro digital 
Régua 
 
 
3 – Introdução teórica: 
 
A aceleração da gravidade foi calculada pela primeira vez por Galileu Galilei, no século XVI. Galileu foi 
um grande físico italiano, o pai da física experimental, por que foi o pioneiro a usar o método experimental nos 
estudos dos fenômenos da natureza. Antes de Galileu, os fenômenos físicos eram apenas teóricos e se baseava 
apenas na experiência dos grandes filósofos, como Aristóteles. Por exemplo, Aristóteles achava que os corpos 
mais pesados caíam primeiro em relação aos corpos mais leves, quando ambos fossem abandonados juntos. 
Essa idéia durou mais de dois mil anos sem ser questionado, inclusive foi adotado com verdades universais Pela 
Igreja Católica. Galileu em sua famosa experiência na Torre de Pisa, mostrou que desprezando a resistência do 
ar, os corpos de diferentes massas caem juntos, com mesma aceleração da gravidade. 
A força peso P, cuja expressão é dada por: 
 P = m.g (1) 
Onde m é a massa do corpo e g é a aceleração da gravidade. Na superfície da Terra esse valor 
corresponde a g = 9,81 m/s2. O objetivo deste experimento é encontrar este valor, usando o pêndulo simples, 
considerando pequenas oscilações, usando a seguinte expressão: 
g
l
T 2
 (2) 
Onde 
T
é o período de oscilação, l é o comprimento do barbante e 
...1415,3
 
 
4 - Procedimento experimental: 
 
A- Libere o fio por cerca de 12 cm. 
B- Faz-se um ângulo de aproximadamente de 30º a 45º e, solta-se e ao mesmo tempo aciona-se o cronômetro. 
C- A cada dez oscilações, anota-se o tempo marcado pelo cronômetro. 
D- Repita o item anterior cinco vezes e depois registre na tabela abaixo: 
 
L=_______cm 
.t1 .t2 .t3 .t4 .t5 .tmédio 
 
 
Onde tmédio = t1+t2+t3+t4+t5/5 
E- Calcule o período, fazendo T = tmédio/10; 
F- Na equação (2), com auxílio de ferramentas algébricas, isole “g”; 
G- Calcule na eq. (2) o valor para aceleração da gravidade no local; 
H- Compare o valor encontrado com o tabelado: g = 9,81m/s2, através do erro relativo; 
%10


t
ext
g
gg
g
 
Onde gt é o valor de g teórico e gex é o valor de g obtido pelo experimento. 
 
Lembrando que só será aceito o erro nessa margem de erro, 10%. O aluno deverá justificar as principais fontes 
de erro neste experimento, o qual levou a encontrar este valor experimental 
 
I- Repita os itens C até H com o outro barbante, anotando na tabela abaixo: 
 
 
Repita todo o procedimento para um fio com cerca de 25cm e compare os resultados dos dois 
procedimentos. 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental V– Colchão de ar linear 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de utilizar o colchão de ar linear para determinar a 
aceleração média e a velocidade final do carro. 
 
2 - Material necessário: 
 
Conjunto de colchão de ar linear: 
 Gerador de fluxo de ar 
 Mangueira de conexão 
 Trilho de ar 
 Carro 
 Sensores fotoelétricos 
 Cronômetro digital 
 Bobina de travamento 
 
3 - Procedimento experimental: 
 
1º Monte todo o equipamento como demonstrado pelo professor. 
2º Nivele o trilho para um ângulo de 5º; 
3º Anexe ao carro a cerca ativadora; 
4º Configure os sensores e trave o carro na bobina; 
 
Como acessar as funções e seus comandos. 
 Trave a bobina; 
 Escolha a função; 
 Escolha para 2 sensores; 
 Escolher não inserir distância; 
 Ao aparecer (Inicie experimento) pode liberar a bobina; 
 Escolha (ver experimento); 
 Realize o experimento para 4 distâncias diferentes (realize 3 vezes cada para certificar-se). 
 
5º Libere a bobina e registre os dados na tabela; 
Espaço (m) S0 = S1 = S2 = S3 = S4 = 
Tempo (s) t0 = t1 = t2 = t3 = t4 = 
Velocidade (m/s) v0 = v1 = v2 = v3 = v4 = 
 
6º Utilizando a equação do espaço no M.R.U.V, calcule a aceleração do sistema para um ∆S = S4 – S0; 
Este valor será usado em todos os cálculos. 
 
7º Calcule as velocidades (V1, V2, V3 e V4) com base na aceleração encontrada e nos tempos obtidos; 
 
8º Construa os gráficos (em papel milimetrado) do espaço e da velocidade em relação ao tempo; 
 
9º Calcule a área do gráfico “velocidade X tempo” e compare o resultado com o ponto escolhido no plano. 
 
10º Utilizando a equação da velocidade no M.R.U.V, calcule a velocidade final do sistema para um tempo 
previsto de 10s; 
 
 
 
 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental VI – Queda LivreProfessor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
 
Caracterizar o MRUV; 
Comparar o MRUV com o movimento de queda livre; 
Determinar o valor aproximado da aceleração gravitacional no local experimentado. 
 
2 - Material necessário: 
Kit de queda livre 
 Painel vertical 
 Tripé universal 
 Bobina 
 Esfera 
 Aparador 
 Sensores fotoelétricos 
 Cronômetro digital 
 Prumo 
 
3 - Procedimento experimental: 
 
1º Monte todo o equipamento como demonstrado pelo professor, verificando seu nivelamento. 
 
2º Nivele a posição correta dos sensores e marque o Si e Sf; 
 
3º Configure os sensores e trave o carro na bobina; 
Como acessar as funções e seus comandos. 
 Trave a bobina; 
 Escolha a função; 
 Escolha para 2 sensores; 
 Escolher não inserir distância; 
 Ao aparecer (Inicie experimento) pode liberar a bobina; 
 Escolha (ver experimento); 
 Realize o experimento para 6 distâncias diferentes (3 vezes para certificar-se) e anote dos dados na 
tabela. 
 
4º Libere a bobina e registre os dados na tabela; 
Espaço (m) S0 = S1= S2= S3= S4= Sf = 
Tempo (s) t0 = t1 = t2 = t3 = t4 = tf = 
Velocidade (m/s) v0 = v1 = v2 = v3 = v4 = vf = 
 
5º Utilizando a equação do espaço no M.R.U.V, calcule a aceleração do sistema; 
 Use uma velocidade inicial previamente calculada pelo professor; 
 O valor utilizado na aceleração será usado em todo o procedimento. 
 
7º Calcule as velocidades (V1, V2, V3, V4 e Vf) com base na aceleração encontrada e nos tempos obtidos; 
 
7º Construa os gráficos (em papel milimetrado) do espaço e da velocidade em relação ao tempo; 
 
8º Calcule a área do gráfico “velocidade X tempo” e compare o resultado com o ponto escolhido no plano. 
 
9º Compare o resultado da aceleração obtida com o valor tabelado (g=9,81 m/s2). Calcule sua incerteza. 
 
 
 
 
 
 
ESPAÇO RESERVADO PARA CÁLCULOS 
 
 
 
FÍSICA I 
Atividade experimental VII – Mesa de forças 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: 
- Reconhecer que força é uma grandeza vetorial; 
- Decompor um vetor em suas componentes; 
- Realizar a soma de dois ou mais vetores; 
 
2 - Material necessário: 
 
- Painel multiuso; 
- Papel milimetrado; 
- Fita adesiva; 
- Linhas interligadas por uma arruela; 
- 3 dinamômetros; 
- Transferidor; 
 
3 – Introdução teórica: 
 
A idéia de força é bastante relacionada com a experiência diária de qualquer pessoa. Sempre que 
puxamos ou empurramos um objeto, dizemos que estamos fazendo uma força sobre ele. Força é uma interação 
entre dois ou mais corpos. 
A força é uma grandeza vetorial, sendo assim, para defini-la de maneira inequívoca é necessário 
fornecer as seguintes informações a seu respeito: 
- Intensidade ou módulo da força. 
- Direção da força, isto é, a reta ao longo da qual a força atua, por exemplo: vertical, horizontal, etc. 
- Sentido da força, por exemplo: de baixo para cima, da direita para esquerda, do norte para o sul, etc. 
No Sistema Internacional de Unidades a grandeza física força é medida em newton (N). 
Para representar uma grandeza vetorial, como a força, usa-se um seguimento de reta orientado 
denominado vetor. O tamanho do vetor representa a intensidade ou módulo da força, direção da reta que passa 
pelo vetor indica a direção da força e a orientação da seta indica o sentido da força. 
Para se somar duas ou mais forças usam-se as regras da soma de vetores. 
 
4 - Procedimento experimental: 
 
- Usando a fita adesiva fixe o papel milimetrado sobre a bancada; 
- Construa um plano cartesiano na folha de papel milimetrado. A origem do plano deve ficar no centro da folha; 
- Trace uma reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 30º com o eixo x. Essa reta será chamada 
de reta 1; 
- Trace uma segunda reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 120º com o eixo x. Essa reta será 
chamada de reta 2; 
- Trace uma terceira reta a partir da origem do plano, formando um ângulo de 250º com o eixo x. Essa reta será 
chamada de reta 3; 
- Calibre o dinamômetro; 
- Prenda as linhas interligadas pela arruela aos dinamômetros. Puxe cada um dos dinamômetros sobre uma das 
retas 1, 2 e 3, de modo que o centro da arruela coincida com a origem do plano cartesiano. O dinamômetro 
posicionado sobre a reta 1, mede a força 1 (F1), o dinamômetro posicionado sobre a reta 2, mede a força 2 (F2) e 
o dinamômetro posicionado sobre a reta 3, mede a força 3 (F3); 
- Faça a leitura dos dinamômetros e anote na tabela; 
- Calcule o valor das componentes x e y de cada uma das forças; 
- Calcule o somatório das componentes das forças que atuam na direção x, assim como a incerteza desse 
somatório. Anote os resultados na tabela; 
- Calcule o somatório das componentes das forças que atuam na direção y, assim como a incerteza desse 
somatório. Anote os resultados na tabela; 
- Enuncie a Primeira Lei de Newton e diga se o resultado que você obteve experimentalmente está de acordo 
com essa Lei. 
 
- Represente no papel milimetrado os vetores força que atuaram na arruela durante o experimento. 
 
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FÍSICA I 
Atividade experimental VIII – COMPOSIÇÃO DE FORÇAS - PESO NO PLANO INCLINADO 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
 
OBJETIVOS 
 Mostrar a decomposição do peso em duas forças, uma paralela e a outra normal a um plano inclinado; 
 Estabelecer as equações que fornecem as componentes do peso no plano inclinado paralela e normal a 
ele. 
 Evidenciar aplicações do plano inclinado. 
 
MATERIAL 
Conjunto de plano inclinado; 
Carrinho de provas; 
Massas diversas; 
Dinamômetro. 
 
PROBLEMATIZAÇÃO 
Se a força peso atua sempre na direção vertical como explicar o fato de objetos escorregarem rampa abaixo? 
DESENVOLVIMENTO 
A) Prenda o dinamômetro no suporte do plano inclinado à 30º; 
Acople o carrinho ao dinamômetro e zere o sistema; 
Acrescente as massas ao carrinho e desenhe, num plano cartesiano, os vetores de forças encontradas, 
anotando seus valores. 
 
Discuta a questão da problematização a partir do que foi visto em A. 
 
Calcule as forças P, Py e N a partir dos dados obtidos. 
 
B) Repita os procedimentos em “A” para os ângulos de 15º e 45º. 
 
Comente as variações que ocorreram com Px e N à medida que o ângulo (α) de inclinação da rampa aumenta. 
Quais são os valores limites de Px e N e em que ângulos ocorrem? 
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FÍSICA I 
Atividade experimental IX– Determinação do coeficiente de atrito 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
1 - Objetivos gerais 
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de utilizar o plano inclinado para: 
- determinar o coeficiente de atrito estático; 
- determinar o coeficiente de atrito cinético; 
- determinar as forças de atrito estático e cinético; 
 
2 - Material necessário: 
- Plano inclinado; 
- Corpo de prova; 
- Dinamômetro. 
 
3 - Procedimento experimental: 
 
3.1 - Usando o dinamômetro determine o módulo do peso (P) do corpo de prova de madeira; 
3.2 – Coloque o corpo de prova de madeira sobre o plano inclinado. A parte esponjosa do corpo de prova deve 
ficar voltada para baixo. Gire o manípulo do fuso de elevação contínua, inclinando o plano articulável até o 
ângulo de 15°; 
3.3 – Faça o diagrama de forças atuantes sobre o corpo de prova; 
3.4 – Justifique o motivo pelo qual o corpo de prova não desce a rampasob a ação da componente x da força 
peso (Px). 
3.5 – Com o corpo de prova com a esponja para baixo, recoloque o plano à 0º e determine o módulo da força de 
atrito estático (fe) que atua no corpo de prova de madeira. 
3.6 - Mantendo o corpo de prova com a esponja para baixo, eleve a rampa continuamente (sempre dando leves 
batidas com o dedo sobre a mesma) até começar o deslizamento. Em seguida, diminua levemente a inclinação 
até obter um movimento bastante vagaroso do móvel. Determine experimentalmente o ângulo (θ) em que o 
corpo de prova desliza com velocidade aproximadamente constante. Caso haja mais de um ângulo, determine o 
ângulo médio (θmédio); 
3.7 - Faça um novo diagrama de forças que atuam sobre o corpo de prova durante seu deslizamento. Caso tenha 
obtido mais de um ângulo no item anterior, utilize o ângulo médio (θmédio); 
3.8 – Usando as informações contidas no diagrama de forças construído no item 3.7, demonstre 
matematicamente que μc = tang (θ) ou μc = tang (θmédio). 
3.9 – Calcule μc. 
 
Repita o procedimento com a parte lisa voltada para baixo. 
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FÍSICA I 
Atividade experimental X – COMPOSIÇÃO DE FORÇAS - PESO EM ROLDANAS 
 
Professor Robson Florentino de Lima 
robflorentino@gmail.com 
 
OBJETIVOS 
 Mostrar a decomposição do peso em duas ou mais forças com auxílio de roldanas fixas e móveis. 
 Estabelecer as equações que fornecem as componentes do peso ao serem acoplados nas roldanas. 
 Evidenciar aplicações de roldanas. 
 
MATERIAL 
Conjunto de roldanas 
Suporte com fixador 
8 massas de 50g 
2 dinamômetros 
1 cordão com 50cm 
2 cordões com 20cm 
4 roldanas com alça 
1 painel de fixação ou conjunto arete II 
 
 
 
PROBLEMATIZAÇÃO 
Se a força peso atua sempre na direção vertical para baixo, como aplicar sua transferência num sentido oposto 
sem alterar a resultante inicial e como se apropriar de conceitos de divisão de forças para elevar-se maior carga 
com a mesma força. 
 
DESENVOLVIMENTO 
A) Prenda o dinamômetro no painel de fixação e pesos nele e anote o resultado; 
B) Com o auxílio de uma roldana fixa na parte superior do painel, inverta o sentido da força aplicada e 
compare o resultado; 
 
C) Com o auxílio de uma roldana móvel, meça o peso, anote e justifique o resultado; 
 
D) Agora, aumente aos poucos a quantidade de roldanas móveis, anotando os resultados e comparando 
com a equação de acoplamento de roldanas. 
 
E) Em cada caso, observou-se que quanto menor a força aplicada, maior será a quantidade de cordões a 
serem puxados. Com a equação do trabalho (W = F.d), justifique o fato. 
F) Use roldanas “moitão” para conseguir o mesmo efeito e discuta o resultado. 
 
 
 
 
 
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