Relatório de queda livre - FÍSICA I

Prévia do material em texto

FACULDADE ESTÁCIO DE SÃO LUIS
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
VICTOR RODRIGUES BARBOSA
RELATORIO DE AULA - FÍSICA EXPERIMENTAL I
CASOS ESPECIAIS DA SEGUNDA LEI DE NEWTON
São Luís - MA
2017
INTRODUÇÃO
De indico estudamos em sala a Segunda Lei Newtoniana, e agora aplicamos na pratica os conhecimentos adquiridos em sala de aula. Porém mais do que se trata a Segunda Lei de Newton?
O conceito que é dado a Segunda Lei de Newton é que a mesma é conhecida como o Princípio Fundamental da Dinâmica e mostra que a força resultante que atua sobre um corpo é resultado da multiplicação da massa do corpo por sua aceleração. 
Sendo a inércia definida como a resistência de um corpo para alterar seu estado de movimento, podemos dizer que a Segunda lei de Newton também define a massa como a medida da inércia de um corpo. A força é uma grandeza vetorial, pois é caracterizada por módulo, direção e sentido. A unidade no Sistema Internacional para força é o Newton (N), que representa kg m/s2.
Podemos também citar dentro desta lei: força peso, força elástica, força de atrito. Que são os casos especiais em estudo.
Força Peso
A Força Peso corresponde à atração exercida por um planeta sobre um corpo em sua superfície. Ela é calculada com a equação:
P = m . g
Onde:
P: Força Peso (N);
m: Massa (kg);
g: É a aceleração da gravidade (9,8 m/s²).
Força elástica
A força elástica (Fel) é a força exercida sobre um corpo que possui elasticidade, por exemplo, uma mola, borracha ou elástico.
Essa força determina, portanto, a deformação desse corpo, quando ele se estica ou se comprime. Isso dependerá da direção da força aplicada. Ela é calculada com a equação:
Onde:
F: intensidade da força aplicada (N);
k: constante elástica da mola (N/m);
x: deformação da mola (m).
Força de atrito
A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos em movimento. Ela é calculada com a equação:
Onde:
Fat: Força de atrito
μ: coeficiente de atrito (adimensional)
N: Força normal (N)
MATERIAIS UTILIZADOS
Dinamômetro;
Tripé universal delta;
Peso cilíndrico de massa 63,26 g;
Peso Retangular com um lado liso e outro rugoso de massa 83,23 g;
Mola de 53 mm;
Mola de 395 mm;
Balança de precisão (em gramas);
Régua milimétrica.
PROCEDIMENTO EXPERIENTAL E RESULTADOS
Na fase 01 tratamos da força peso e tínhamos que descobri a massa do objeto (peso cilíndrico). Utilizamos a equação da força peso citada anteriormente.
No primeiro momento ajustamos o dinamômetro, em seguida o colocamos no tripé universal, logo a pós colocamos o peso cilíndrico no dinamômetro e obtivemos uma força de 0,6 N (Newton). Assim poderíamos calcular a massa do objeto com os dados obtidos. 
Dados: P = m . g
0,6 = m . 9,8
m = 
m = 0,06326 kg
Obtivemos a massa de 0,06326 kg que multiplicando por mil é igual a 63, 26 g, que foi o mesmo resultado obtido com a balança de precisão.
P: 0,6 N
m: ?
g: 9,8 m/s²
Na fase 02 tratamos da força elástica e tínhamos que descobrir a constante elástica da mola de 53 mm e da mola de 395 mm.
Com o dinamômetro já ajustado no tripé, colocamos a mola de 53 mm (xo – deformação inicial da mola) e obtivemos uma força de 0,02 N que foi denominada de força inicial (F0), logo em seguidas colocamos o peso cilíndrico na mola e agora obtivemos outra deformação a que foi de 75 mm (xf – deformação final da mola) e foi adquirida uma nova força de 0,64 N que denominamos de força final (Ff). De posse desses dados da primeira mola podemos agora calcular a constante elástica desta mola.
Dados:F = k . x
Ff - F0 = k . (xf - xo)
0,64 - 0,02 = k . (0,075 – 0,053)
0,62 = k . 0,022
k = 
k = 28,18 N/m
Transformando a deformação de mm para m divide-se os valores por mil.
Com os seguintes cálculos feitos obtivemos o resultado da constante elástica da primeira mola é de 28,8 N/m.
F0: 0,02 N
Ff: 0,64 N
xo: 53 mm
xf: 75 mm
Ainda na fase 02 do experimento, com o dinamômetro já ajustado no tripé, colocamos a mola de 395 mm (xo – deformação inicial da mola) e obtivemos uma força de 0,62 N que foi denominada de força inicial (F0), logo em seguidas colocamos o peso cilíndrico na mola e agora obtivemos outra deformação a que foi de 435 mm (xf – deformação final da mola) e foi adquirida uma nova força de 1,24 N que denominamos de força final (Ff). De posse desses dados da segunda mola podemos agora calcular a constante elástica desta mola.
Dados:F = k . x
Ff - F0 = k . (xf - xo)
1,24 - 0,62 = k . (0,435 – 0,395)
0,62 = k . 0,04
k = 
k = 0,0248 N/m
Transformando a deformação de mm para m divide-se os valores por mil.
Com os seguintes cálculos feitos obtivemos o resultado da constante elástica da segunda mola é de 0,0248 N/m.
F0: 0,62 N
Ff: 1,24 N
xo: 395 mm
xf: 435 mm
Na fase 03 tratamos da força de atrito e tínhamos que descobrir o coeficiente de atrito.
Em uma superfície plana colocamos o peso retangular com o seu lado rugoso voltado à superfície e logo em seguida colocamos o dinamômetro no mesmo e aplicamos uma força de tração no objeto até o ponto exato de movimento e obtivemos uma força de 0,84 N, o mesmo foi feito com o lado liso do objeto e obtivemos uma força de 0,1 N. 
Para darmos continuidade ao experimento precisamos da força normal que é calculada pela seguinte formula N = m . g, então usamos a balança de precisão para termos a massa do objeto que é de 83,23 g. Dai então podemos partir para os cálculos.
Dados:N = m . g
N = 0,08323 . 9,8
N = 0,815654 N
F do lado rugoso: 0,84 N
F do lado liso: 0,1 N
m: 83,23 g ou 0,08323 kg
g: 9,8 m/s²
N: 0,815654 N
Lado rugoso
Fat = μ . N
0,84 = μ . 0,815654
μ = 
μ = 1,029
Lado liso
Fat = μ . N
0,1 = μ . 0,815654
μ = 
μ = 0,122
CONCLUSÃO 
Podemos notar que na pratica é diferente do que se é visto em aula, temos contato direto com o que se passado. Todos os cálculos feitos e resultados obtidos foram satisfatórios. Podemos dizer que temos que ter uma visão maior do que se é estudado, pois temos que ser precisos ao anotar as informações, não pode deixar nada passar. 
 
REFERENCIAS 
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Segunda Lei de Newton"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm>. Acesso em 07 de novembro de 2017.
BLOG SÓ FISICA. Conteúdos de mecânica. Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/fe.php 
> Acesso em: 29 de Outubro de 2017
CAMPAGNER , Carlos Alberto. Dinâmica: Força normal, força elástica e dinâmica do movimento circular uniforme. Disponível em: < https://vestibular.uol.com.br/resumo-das-disciplinas/fisica/dinamica-forca-normal-forca-elastica-e-dinamica-do-movimento-circular-uniforme.htm> Acesso em: 29 de Outubro 2017