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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Fabíola Almeida Mendonça Belo Horizonte, 2017 Fabíola Almeida Mendonça Laboratório de Física Geral I: Relatório referente à aula de sexta- feira, dia 08/09/2017, sobre movimento de um projétil, na disciplina de Laboratório de Física Geral I, no curso de Engenharia Química, na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Professor: Euzimar Marcelo Leite Belo Horizonte, 2017 Resumo Neste trabalho são apresentados os resultados da aula pratica de laboratório de física geral I que tratou de movimento de um projétil. O movimento do projétil acontece horizontalmente no início e então na vertical com aceleração g para baixo. Embora o movimento aconteça em duas dimensões um não interfere no outro. Palavra-chave: Projétil. Duas dimensões. Aceleração g. SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO .................................................................................................4 2.DESENVOLVIMENTO......................................................................................5 2.1 OBJETIVO GERAL........................................................................................5 2.2 PROCEDIMENTOSEXPERIMENTAIS.......................................................5-6 2.3 RESULTADOS............................................................................................6-7 3.CONCLUSÃO................................................................................................ 8 1.INTRODUÇÃO Um projétil é um corpo que se move no plano vertical e horizontal com velocidade, horizontal, inicial v e aceleração constante de queda livre, na vertical, g. Em que o movimento na horizontal não interfere com o movimento da vertical e ignora-se o arraste do ar. Durante o movimento a velocidade v aumenta continuamente como não há aceleração na horizontal ݒ௫ é constante e na vertical a velocidade aumenta continuamente. O movimento de projéteis parece complicado, mas temos a seguinte propriedade simplificadora (demonstrada experimentalmente): No movimento de projéteis, o movimento horizontal e o movimento vertical são independentes, ou seja, um não afeta o outro e ocorrem ao mesmo tempo. Esta propriedade permite decompor um problema que envolve um movimento bidimensional em dois problemas unidimensionais independentes e mais fáceis de serem resolvidos, um para o movimento horizontal (com aceleração nula), no qual ݔ = ݒ௫ݐ e outro para o movimento vertical (com aceleração constante igual a g para baixo), no qual ݕ = ݕ + ݒݐ + ௧మ ଶ . 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 OBJETIVO GERAL Comparar as características dos movimentos ao longo dos eixos x e y, ou seja, verificar se o movimento do projétil é descrito pelas equações ݔ = ݒ௫ݐ (1) e ݕ = ݕ + ݒݐ + ௧మ ଶ (2). 2.2 PROCEDIMENTO 2.2.1. Procedimento 1: movimento retilíneo uniforme Material utilizado: Uma esfera de metal, uma rampa de altura ajustável, uma régua e um cronômetro. Descrição 1. Abandone a esfera no topo da rampa, a uma altura h em relação à mesa. 2. Posicione o anteparo a uma distância horizontal x da rampa. 3. Meça o tempo do movimento da esfera, a partir do momento em que deixa a rampa até se chocar com o anteparo. 4. Meça a distância vertical y que a esfera percorre da posição B até se chocar com o anteparo. Varie a distância x e repita os procedimentos anteriores. Anote todos os resultados na Tabela 1. x(m) y(m) t(s) 0,100 0,003 0,047 0,200 0,021 0,086 0,300 0,070 0,132 0,400 0,136 0,179 0,500 0,229 0,227 0,600 0,329 0,271 0,700 0,459 0,317 Tabela 1: Distancia horizontal x e distancia vertical y que o projétil percorre em um intervalo de tempo t. Analise de dados e cálculos a) Construa o gráfico x versus t, com auxílio do programa Scidavis. Faça uma regressão linear e determine a componente horizontal ݒ௫ da velocidade de lançamento, com sua respectiva incerteza, comparando a equação empírica obtida com a equação (1). b) Construa o gráfico y versus ࢚/ , com auxílio do programa Scidavis. Utilizando um ajuste polinomial de grau 2, determine os valores de ݕ, ݒ௬ e de, com suas respectivas incertezas, comparando a equação empírica obtida com a equação (2). c) Com os resultados obtidos de ݒ௫, ݒ௬ e g escreva as equações para as componentes ݒ௫ e ݒ௬ da esfera em função do tempo. d) Calcule o módulo da velocidade e a direção (o ângulo) da velocidade, medido em relação ao eixo x, no instante t=0,5 s . e) Escreva a equação para a trajetória da esfera, que deve ser uma parábola (quando se despreza a resistência do ar). 2.3. Resultados A- Gráfico 1: x versus t. ݒ௫= ݔ = ݒ௫ݐ→ݒ௫=0,600m/0,27s→ݒ௫=2,22തതതത ݉/ݏ A diferença entre os valores de ݒ௫ calculada e a do gráfico podem diferir devido a erros de medida ou fatores não compreendidos pela equação empírica como o atrito e gravidade. B- Gráfico 2: y versus t. ݕ= 0,003 m ݒ௬= ݕ = ݕ + ݒݐ + ௧మ ଶ → ݕ − ݕ = ݒ × 0,049141 + ଽ,଼ × ,ସଽଵସଵ మ ଶ → 0,459 = ݒ × 0,049141 + ,ଶଷହସଵଵଶଷଷ଼ ଶ → 0,4471672943831= ݒ × 0,049141 ݒ = 9,0996783616919781852221159525633݉/ݏ C- ݒ௫ = 2, 22തതതത ௦ ݒ௬= ቀ∆ݕ − 9,09 ݉/ݏ − ௧మ ଶ ቁ D- |ݒ௫|= 2, 22തതതത ௦ E- y= ଶ×௩బ మ × ݔ ଶ Gráfico 3: trajetória da esfera. 3.CONCLUSÃO Através dos resultados desta pratica (que aconteceu no dia 08/09/2017) aprendemos a comparar as características dos movimentos ao longo dos eixos x e y, ou seja, verificar se o movimento do projétil é descrito pelas equações ݔ = ݒ௫ݐ (1) e ݕ = ݕ + ݒݐ + ௧మ ଶ (2). E observamos a diferença dos resultados da pratica com os calculados pelas equações empíricas. A finalidade da prática foi alcançada.
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