Força centripeta

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL/ ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
DISCIPLINA: FISICA EXPERIMENTAL I
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA:
ELASTICIDADE
ADRIANA FÉLIX – 201502319624
CAMILA ROBERTA TOMAZ – 201501200291
FABIO DE OLIVEIRA VASCONCELO – 201501202839
LUCAS EDUARDO LEITE DOS REIS – 201501200364
LUDMILA SANTOS COSTA - 201501658476
TIAGO GOMES DE CAMARGO – 201502350726
Belo Horizonte, 
Novembro 2015.
SUMÁRIO
1.OBJETIVO	.......................................................................................................3
2.INTRODUÇÃO TEÓRICA................................................................................3
3.INSTRUMENTOS.............................................................................................4
4. EXPERIMENTO...............................................................................................6
 4.1 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS....................................................6
5. CONCLUSÃO................................................................................................12
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS.............................................................13
1. OBJETIVO
Determinar a força centrípeta, variando a massa em rotação, M, e mantendo a massa de tração e o raio constantes.
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA
Força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um movimento curvilíneo ou circular.
Objetos que se deslocam em movimento retilíneo uniforme possuem velocidade modular constante. Entretanto, um objeto que se desloca em arco, com o valor da velocidade constante, possui uma variação na direção do movimento; como a velocidade é um vetor de módulo, direção e sentido, uma alteração na direção implica uma mudança no vetor velocidade. A razão desta mudança na velocidade é a aceleração centrípeta.
Como força é dada pela fórmula:
E a aceleração, neste caso particular, corresponde a aceleração centrípeta dada pela fórmula:
Temos a força centrípeta que pode ser calculada como:
3. INSTRUMENTOS UTILIZADOS
 Figura 1 – Conjunto para força centrípeta
 
Fonte: Laboratório de física experimental
Figura 2- Balança Digital
Fonte: Laboratório de física experimental
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Para realização do primeiro experimento foram utilizados os seguintes materiais: conjunto para força centrípeta Fig.1, uma balança digital Fig.2, um cronometro digital e uma régua.
Inicialmente, com o auxilio da balança digital foi pesado à massa de do peso acoplável 0,5 N. Regulou a posição do corpo de prova para que o barbante fique na vertical e o dinamômetro indicando 0,5 N. (Movimentar o dinamômetro para cima o para baixo para ajustar a força desejável). Fixou-se no outro lado da plataforma uma massa de 100 g para estabelecer um equilíbrio;
Ligou se a fonte de tensão teve e cuidado para que ela tivesse inicialmente uma tensão igual à zero. Regulou a tensão aplicada ao motor até que a força indicada no dinamômetro seja 0,5 N. Nesta situação o barbante do corpo de prova deve ficar na vertical. Deixar o sistema girar por certo tempo até que o sistema se estabilize. Com o auxilio de um cronômetro digital foi medido o tempo de 20 rotações. Com uma régua foi possível medir o raio da trajetória (distância entre o dinamômetro e o centro do corpo de prova). Encontrar o valor da força centrípeta. Comparar o valor calculado (força centrípeta) com o valor medido no dinamômetro;
O experimento foi repetido, dessa vez com 3 frequências diferente com intuito de encontrar outros valores para a força centrípeta.
5. RESULTADOS
Logo abaixo se encontram os dados obtidos do experimento.
5.1 RESULTADOS DO 1° EXPERIMENTO
Anote o valor da massa m (2+3) do corpo de prova pendular.
Massa 2 = 47,835g e massa 3 = 46,278g
m = (47,835 + 46,278)g = 0,94 kg.
Determine o valor do raio R(A+B).
R0 = (75)mm = 0,075 m.
Valores coletados:
	Frequência (Hz)
	Força (N)
	Tempo (20 voltas)s
	Período T em segundos
	Raio final
	2 Hz
	0,1 N
	27,40 s
	27,40/20 = 1,37s
	85 mm 
	2 Hz
	0,1 N
	27,15 s
	27,15/20 = 1,36s
	85 mm 
	2 Hz
	0,1 N
	27,69 s
	27,69/20 = 1,38s
	85 mm
	
	
	Media = 27,41
	Média = 1,37s
	
Temos que: 
Teremos: 
Fcp = m . ac
Logo: Fcp = m . ac = m(V2/R) = m2.R
Cálculos (massa = 0,046278 kg):
1) Fcp = m2.R
Fcp = 0,046278 . (4,59)2 .0,085
Fcp = 4,6278 x 10-2 x 21,0681 x 8,5 x 10-2 
Fcp = 828,7 x 10-4 
Fcp = 0,08287 N 
Valores coletados:
	Frequência (Hz)
	Força (N)
	Tempo (20 voltas)s
	Período T em segundos
	Raio final
	4 Hz
	0,2 N
	20,03 s
	20,03/20 = 1s
	100 mm 
	4 Hz
	0,2 N
	20,05 s
	20,05/20 = 1s
	100 mm 
	4 Hz
	0,2 N
	19,87 s
	19,87/20 = 0,99s
	100 mm 
	
	
	Media = 19,98 s
	Média = 1s
	
Temos que:
 
Teremos: 
Fcp = 0,2 N
Fcp = m . ac
Logo: Fcp = m . ac = m(V2/R) = m2.R
Cálculos (massa = 0,046278 kg):
1) Fcp = m2.R
Fcp = 0,046278 x (6,28)2 x 0,1
Fcp = 4,6278 x 10-2 x 39,4 x 1 x 10-1 
Fcp = 182,34 x 10-3 
Fcp = 0,18 N 
Valores coletados:
	Frequência (Hz)
	Força (N)
	Tempo (20 voltas)s
	Período T em segundos
	Raio final
	6 Hz
	0,34 N
	16,46 s
	16,46/20 = 0,82s
	120 mm 
	6 Hz
	0,34 N
	16,34 s
	16,34/20 = 0,82s
	120 mm
	6 Hz
	0,34 N
	16,36 s
	16,36/20 = 0,82s
	120 mm
	
	
	Media = 16,39 s
	Média = 0,82s
	
Temos que:
 
Teremos: 
Fcp = 0,34 N
Fcp = m . ac
Logo: Fcp = m . ac = m(V2/R) = m2.R
Cálculos (massa = 0,046278 kg):
1) Fcp = m2.R
Fcp = 0,046278 x (7,7)2 x 0,12
Fcp = 4,6278 x 10-2 x 59,3 x 1,2 x 10-1 
Fcp = 329,3 x 10-3 
Fcp = 0,33 N 
Valores coletados:
	Frequência (Hz)
	Força (N)
	Tempo (20 voltas)s
	Período T em segundos
	Raio final
	8 Hz
	0,45 N
	14,45 s
	14,45/20 = 0,72s
	125 mm 
	8 Hz
	0,45 N
	14,12 s
	14,12/20 = 0,71s
	125 mm
	8 Hz
	0,45 N
	13,81 s
	13,81/20 = 0,69s
	125 mm
	
	
	Media = 14,13 s
	Média = 0,71s
	
Temos que:
 
Teremos: 
Fcp = 0,45 N
Fcp = m . ac
Logo: Fcp = m . ac = m(V2/R) = m2.R
Cálculos (massa = 0,046278 kg):
1) Fcp = m2.R
Fcp = 0,046278 x (8,85)2 x 0,125
Fcp = 4,6278 x 10-2 x 78,32 x 1,25 x 10-1 
Fcp = 453,06 x 10-3 
Fcp = 0,45 N 
Valores da Força Centrípeta
	Raio
	Calculo Fc 
	Dinamômetro Fc
	Erro percentual
	0,085 m
	0,1 N
	0,08 N
	20%
	0,1 m
	0,2 N
	0,18 N
	10%
	0,12 m
	0,34 N
	0,33 N
	2,94%
	0,125 m
	0,45 N
	0,45
	0%
6. CONCLUSÃO
Relacionada ao movimento circular desenvolvido pelos corpos em determinada trajetória curvilínea, a força centrípeta designa a força resultante dos corpos que realizam uma trajetória circular, atraindo-os para o centro. É relacionada com a 2° lei de Newton chamada “Princípio Fundamental da dinâmica”, exemplificando que o feito de uma força é produzir aceleração, onde Força Centrípeta​ é dada pela fórmula Fc= m.a . 
No experimento podemos ver que a força centrípeta causa a aceleração centrípeta do corpo. Entretanto, um objeto que se desloca em arco, com o valor da velocidade constante, possui uma variação na direção do movimento; como a velocidade é um vetor de módulo, direção e sentido, uma alteração na direção implica uma mudança no vetor velocidade. Em todo movimento circular existe uma força resultante na direção radial que atua como força centrípeta, de modo que a força centrípeta não existe por si só. Por exemplo, o atrito entre o solo e o pneu do carro faz o papel da força centrípeta quando o carro faz curvas. A força gravitacional faz o mesmo papel no movimento de satélites em torno da Terra.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFIAS
[1] - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14.724: Informação e documentação - Trabalhos acadêmicos - Apresentação. Rio de Janeiro, dez. 2005. 09 p.
[2] – Apostila de Física Experimental l – Centro Universitário Estácio de Sá
[3] KELLER, F. J.; GETTYS W.E.; SKOVE, M. J.; “Física”; 1º Edição; São Paulo; 
Makron Books; 2004;
 [4] Força Centripeda. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_centr%C3%ADpeta. Acesso em 21 de novembro de 2015.
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