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Lab 8: Segunda Lei de Newton Centro Universitário Uninter Rua, s/n–– CEP:– –- Brasil e-mail: Resumo. Investigar, por meio de gráficos e análise de dados, como força, massa e aceleração estão relacionadas. Entender com o movimento de um objeto se comporta diferentes forças e massas, também comparar estes movimentos com e sem atrito. Palavras chave: (Newton, aceleração, força, massa) 1 Introdução A segunda lei de Newton afirma que a aceleração de um objeto depende de sua massa e da força total aplicada sobre ele. Essa lei pode ser escrita matematicamente da seguinte maneira: força = massa × aceleração ou F = m × a. Essa equação pode ser rearranjada: aceleração = força/massa A relação entre essas variáveis pode ser usada para explicar a mecânica envolvida em muitas colisões, de pessoas jogando futebol americano a acidentes automobilísticos. Também é muito útil quando queremos saber como acelerar rapidamente ou como criar bastante força com o menor esforço possível! Procedimento Experimental O procedimento experimental Lab 8 é montado com uma bola sobre a mesa com um foguete preso a mesma que possui a função de empurrar a bola pela mesa. Neste primeiro experimento não há atrito. Foram coletados os dados de posição e velocidade da bola enquanto ela percorre a mesa para construção de gráficos de posição e de velocidade ao longo do tempo. Prevendo que se a bola estiver acelerando o gráfico velocidade versus tempo será uma reta inclinada. A força aplicada inicialmente está regulada em 10N e a massa da bola é de 2kg, ao final do experimento foram salvos no Lab book os dados de posição e velocidade da bola versus o tempo. O experimento foi repetido duas vezes alterando a força do foguete, estas forças foram anotadas na Tabela 1. O segundo experimento foi realizado mantendo a força do foguete em 10N e utilizando duas massas diferentes da massa inicial, estas massas foram anotas na Tabela 1. Análise e Resultados Utilizando os dados salvos no Lab book foi construído o gráfico de velocidade versus tempo, o primeiro ponto do gráfico é (0 s, 0 m/s) que corresponde ao tempo e à velocidade inicial da bola (fig. 1). Os gráficos de velocidade versus tempo demonstram que a bola esta acelerando em virtude da inclinação da reta na qual a velocidade varia. Também foi observado que a bola que teve a maior aceleração foi a de menor massa submetida a maior força. A aceleração é a medida da variação da velocidade em um intervalo de tempo. Isso pode ser expresso pela equação: aceleração = variação da velocidade/intervalo de tempo. Usando os dados da tabela foi construído o gráfico de força versus aceleração utilizando somente os três pontos coletados no passo 4 do experimento que foram realizados com a mesma bola (fig. 2). Outra maneira de calcular a aceleração é pela segunda lei de Newton. Tabela 1: Dados coletados. Força (N) Massa da bola (kg) Velocidade final (m/s) Tempo que levou para atingir o fim da área de experimento (s) Aceleração (m/s²) 10 2 44.721 9.09 5.000 5 2 31.623 12.82 2.500 20 2 63.246 6.43 10.000 10 1 63.246 6.44 10.000 10 4 31.623 12.80 2.500 Fig. 1: Gráfico de velocidade versus tempo. Fig. 1: Gráfico de força versus aceleração. Conclusão A declividade do gráfico força versus aceleração informa um valor constante numericamente equivalente a massa da bola. Para produzir uma grande aceleração usando uma força pequena é necessário submeter a esta força um objeto de massa muito pequena. Com estas informações chegamos a conclusão de que existem duas formas para aumentar a aceleração: 1ª – aumentando a força (N) aplicada; 2ª – diminuindo a massa (kg) do objeto. Referências [1] http://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm [2] http://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/
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