RELATORIO FISICA 2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DAS ATIVIDADES DE FÍSICA EXPERIMENTAL II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife 
2017 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE 
CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DAS ATIVIDADES DE FÍSICA EXPERIMENTAL II 
SEGUNDA AVALIAÇÃO 
Thyago Victor Vila Nova de Souza 
Matrícula: 201601236719 
Turma: 3006 
Campus: San Martin 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recife 
2017 
 
 
SUMÁRIO 
AULA EXPERIMENTAL VIII (MHS) ............................................................. 3 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 4 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 5 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 7 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 9 
AULA EXPERIMENTAL IX (PÊNDULO SIMPLES) ................................. 10 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 11 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 12 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 13 
4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 17 
AULA EXPERIMENTAL X (ONDAS) ........................................................... 18 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 19 
2 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 20 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 21 
4 CONCLUSÃO ................................................................................................... 22 
 
 
 
 
3 
 
AULA EXPERIMENTAL 
VIII 
(MHS) 
4 
 
1 INTRODUÇÃO (MHS) 
Neste experimento realizado no dia 20 de Outubro de 2017, nele pudemos observar 
como se comporta um sistema massa-mola através de um oscilador harmônico, usamos uma 
mola helicoidal, este tipo de oscilador é um modelo físico composto por uma mola (citada 
anteriormente) sem massa que possa se deformar sem perder suas propriedades elásticas. Com 
o auxílio do modelo matemático da Lei de Hooke, serão observadas algumas medidas de 
deslocamento da mola com diferentes pesos aplicados. Com essas medidas e alguns cálculos, 
obteremos o valor da constante de elasticidade (k). Após isso, novas medidas, realizadas com 
os diferentes pesos serão colocadas em um gráfico para que relacione com o período de 
oscilação do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (MHS) 
Material utilizado: 
 01 Sistema de sustentação; 
 01 Mola helicoidal; 
 01 Régua milimetrada com encaixe; 
 01 Conjunto de gancho lastro; 
 03 Massas acopláveis pesando 50g cada. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
Colocamos o primeiro peso no gancho no suporte ao lado da régua milimetrada 
(fig.1), depois aplicamos certa carga na mola para a mesma se deslocar 3cm de 
distância do ponto onde determinamos como o ponto zero, soltamos a mola contamos 
dez oscilações do sistema e marcamos o tempo em que foi realizado essas oscilações 
para determinarmos o período do sistema. Realizamos os mesmos procedimentos com 
duas massas no gancho e três massas (figuras 2 e 3). Com fim das observações 
realizaremos a montagem do gráfico desse sistema. 
 Figura 1 
6 
 
 
 Figura 2 Figura 3 
 
 
7 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (MHS) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 4.1: 
X é a coordenada de posição; “A” será a amplitude; w frequência angular e o t 
será o tempo. 
Questão 4.3: 
 A massa total “m” utilizada neste sistema será de 150g. 
Questão 4.6: 
 A amplitude do movimento diminuía com o passar do tempo. 
Questão 4.7: 
 Quanto menor o período maior será a frequência do mesmo essas duas medidas são 
inversamente proporcionais. 
Questão 4.10: 
A primeira constante elástica K1 encontrada com o corpo de prova de 50g foi 
de 22,63 N/m, a segunda constante elástica K2 foi de 24,41 N/m com massa de 100g e 
por último a terceira constante K3 foi de 35,50 N/m com massa de 150g. 
Questão 4.13: 
 f1 = 3,33Hz / f2 = 2,5Hz / f3 = 2,43Hz. 
Questão 4.14: 
 Ep = 0,012J. 
 
 
 
8 
 
Elaboração do gráfico e tabela, solicitado pelo Professor: 
T1 0,3 m1 0,05
T2 0,4 m2 0,1
T3 0,41 m3 0,15
Tabela para o gráfico T (período) x 
m (massa)
 Tabela 1 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
Pe
río
do
 (T
)
Massa em Kg(m)
Período x Massa
 Gráfico 1 
 Os valores calculados e encontrados foram os seguintes: 
A constante elástica do sistema calculado foi de 27,51N/m onde se aproximou 
com o valor encontrado no experimento da Lei de Hooke que resultou em 28,405N/m. 
Houve uma pequena diferença devido a precisão dos materiais utilizados, 
provavelmente o cansaço da mola devido o seu uso. 
 
 
9 
 
4 CONCLUSÃO (MHS) 
 Neste experimento com o oscilador harmônico pudemos observar que 
conseguimos calcular também a constante elástica de uma mola através do oscilador 
que é o método dinâmico, como na lei de Hooke também método estático. As duas 
formas de se descobrir a constante elástica utilizam grandezas de entrada diferentes, 
mas, produzem resultados próximos entre si, sendo que a diferença pode ser causa de 
incertezas sistemáticas e aquelas relacionadas ao processo de medição que foi manual. 
 Outro fator que foi observado durante o experimento foi que a Amplitude do 
sistema diminuía à medida que o tempo passava isso pode ter ocorrido também devido 
a resistência do ar e ao fato de uma parte da energia do sistema se dissipava na própria 
haste do suporte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL IX 
(PÊNDULO SIMPLES) 
11 
 
1 INTRODUÇÃO (PÊNDULO SIMPLES) 
Neste experimento realizado em sala de aula iremos observar o comportamento 
de um pêndulo simples, onde é um sistema composto por uma massa acoplada a um 
pivô que permite sua movimentação livremente. A massa fica sujeita à força 
restauradora causada pela gravidade. 
O objetivo da atividade foi verificar a dependência do período do pêndulo 
simples com o seu comprimento, para pequenas amplitudes de oscilação. Foi 
necessário encontrar algumas grandezas de entrada, como período de oscilação (T) e o 
comprimento do pêndulo, após obter os valores citados anteriormente pudemos 
construir o gráfico relacionado as duas variáveis para melhor observação. 
 
12 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (PÊNDULO SIMPLES) 
Material utilizado: 
 01 Sistema de sustentação principal com tripé; 
 01 Massa pendular; 
 01 Escala milimetrada (trena ou régua); 
 01 Cronômetro. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Foram realizadas primeiramente as medições de 10 oscilações por um 
determinado tempo medido com diferentesmedidas de amplitude de 15, 10, 5 e 2 
centímetros respectivamente, onde será construído uma tabela e gráfico para melhor 
observação dos valores obtidos, logo após medimos o período de 10 oscilações por 
determinado tempo cronometrado, mas com comprimentos de pêndulo diferentes de 
25, 20, 15, 10 e 5 centímetros respectivamente também será obtido tabela e gráfico 
para os resultados obtidos. Por último iremos elevar os períodos encontrados no 
procedimento anterior e observar as diferenças dos valores obtidos. 
 
Figura 1 Figura 2 
 
 
13 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (PÊNDULO SIMPLES) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 5.1: 
 A velocidade do pêndulo vai diminuindo com o passar do tempo. 
Questão 5.2: 
 O tempo médio para 10 oscilações ficou na casa de 1,3 segundos. O tempo 
médio para o pêndulo executar uma oscilação completa ficará em 0,13 segundos. 
Questão 5.3: 
 Para ter um maior nível de precisão na coleta dos dados. 
Questão 5.4: 
 Para as seguintes amplitudes em centímetros: 
15cm = 0,73Hz 
10cm = 0,75Hz 
05cm = 0,77Hz 
02cm = 0,80Hz 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
Questão 5.6: 
1,304 5
1,253 2
Tabela para o gráfico T (período) x A 
(amplitude)
T (s) A (cm)
1,372
1,334
15
10
 Tabela 1 
 
y = 0,0086x + 1,247
1,24
1,26
1,28
1,3
1,32
1,34
1,36
1,38
1,4
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Pe
río
do
 (s
eg
un
do
s)
Amplitude(cm)
Período x Amplitude
 Gráfico 1 
 
 
 
 
 
 
15 
 
A lei dos comprimentos do pêndulo simples: 
 
Tabela para o gráfico T (período) x 
l (comprimento do pêndulo)
T (s) l (cm)
1,077
0,964
25
20
50,605
0,928 15
0,764 10
 Tabela 2 
 
 
y = 0,0229x + 0,5244
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 5 10 15 20 25 30
Pe
rí
od
o 
(s
eg
un
do
s)
Comprimento (cm)
Período x Comprimento do Fio
 Gráfico 2 
 
 
 
 
 
16 
 
Tabela para o gráfico T² (período) x 
l (comprimento do pêndulo)
T² (s) l (cm)
1,159929
0,929296
25
20
50,366025
0,861184 15
0,583696 10
 Tabela 3 
 
 
y = 0,0387x + 0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 5 10 15 20 25 30
Pe
río
do
 ² (
se
gu
nd
os
)
Comprimento (cm)
Período ao Quadrado x Comprimento do 
Fio
Gráfico 3 
 
 
 
 
 
17 
 
4 CONCLUSÃO (PÊNDULO SIMPLES) 
 Com o término do experimento podemos concluir que conseguimos determinar 
a relação entre o período e o comprimento de um pêndulo. Utilizando o modelo 
matemático e algumas medidas experimentais pudemos prever o comportamento do 
objeto estudado para outros comprimentos em baixas amplitudes. Houveram algumas 
divergências entre alguns valores causados devido ao experimento não utilizar um 
modelo ideal livre das forças de atrito com o ar. 
 
 
18 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL X 
(ONDAS) 
19 
 
1 INTRODUÇÃO (ONDAS) 
 Com esse experimento iremos entender como funciona o processo ondulatório 
e como elas se comportam de acordo com certas situações. 
 As ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão vibratório 
estacionário, formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas, mas, 
em sentidos opostos, normalmente quando as ondas estão confinadas no espaço como 
ondas sonoras em um tubo fechado e ondas de uma corda com as extremidades fixas. 
Esse tipo de onda é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nós, e 
pontos máximos também fixos, chamados de anti nós. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
2 MATERIAIS E MÉTODOS (ONDAS) 
Material utilizado: 
 01 Transdutor eletromagnético de deslocamento vertical; 
 01 Haste longa com fixador métrico; 
 01 Conversor de direção do abalo com anel de transmissão; 
 01 Alinhador em aço; 
 01 Corda (fio de prova); 
 01 Cabo de força. 
Passo a passo do experimento, como ocorreu o mesmo: 
 Montamos o experimento colocando o fio preso à haste e junto com o anel 
conversor de transmissão todos eles ligados ao transdutor eletromagnético, logo após 
ligamos o transdutor, regulamos o mesmo em certa frequência observamos o 
comportamento da onda e anotamos o seu comprimento λ (lê-se Lambda). 
 
 
Figura 1 Figura 2 
 
 
 
21 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO (ONDAS) 
Resoluções das questões do roteiro do experimento 
Questão 4.3: 
 Formam-se nós nas extremidades da corda. Sim, pois o nó é o ponto de 
encontro entre as duas ondas. 
Questão 4.4: 
 Existem 4 nós durante o experimento. 
Questão 4.5: 
 Existem 8 ventres durante o experimento ou 8 meios comprimentos de ondas. 
Questão 4.6: 
 
Expressão Fundamental do Movimento Ondulatório
17,425 85
10,95 73
v = λ x f (m/s) f (Hertz)
25,2 56
12,095 41
λ (metros)
0,45
0,295
0,205
0,15 Tabela 1 
 
 
 
 
22 
 
4 CONCLUSÃO (ONDAS) 
Com o fim dos experimentos realizados e comparação dos dados, pudemos 
encontrar o valor da velocidade da onda para cada comprimento de onda e 
determinada frequência da mesma. E que a onda estacionária é um tipo de onda 
diferente onde são precisos mais de um tipo de onda para formá-la, mais 
especificamente podemos dizer que a onda estacionária é um tipo de interferência 
entre duas ondas que a formam, também pudemos conhecer toda a sua estrutura de 
onda que também é diferente de uma onda “normal”.