Relatório de Física Experimental I Grupo4 exp1

Prévia do material em texto

Universidade de Brasilia
Instituto de Fisica
Professor Roland Azeredo Campos
Fisica Experimental 1
Experimento 1: Lançamento de projétil
Grupo 4: Nikson Bernardes Fernandes Ferreira 15/0143231
Pedro Saman D. N. Cesarino 15/0144890
Luy Ferreira Sobral 14/0169849
Gino Pedreira Lucchese 1/0168567
Brasília, 11 de Setembro de 2015
Lançamento de projétil
1. Objetivos
Objetiva­se obter a relação entre a altura do abandono da esfera, com o
alcance horizontal alcançado. Também, reconhecer a combinação dos
movimentos retilíneos e mensurar a velocidade de lançamento a partir da razão
entre a distancia horizontal alcançada e o tempo de queda. E por fim, Com
base na lei de conservação de energia, obter as relações entre as
transformações energéticas sofridas.
2. Materiais
­ Esfera de aço;
­ Trilho curvo com parafuso ajustável e fio de prumo na base;
­ Folha de papel pardo;
­ Folha de papel carbono;
­ Régua milímetrada, compasso e Fita adesiva.
3. Dados Experimentais
Registro dos valores medidos
Tabela 1.1 Massa (g) H 92 Erro Instrumental = 0,1 M1 11
Tabela 1.0 Erro Instrumental Régua milímetrada 0,05 cm
Balança 0,1 g
Tabela 2.0 Posição h R ± ΔR
1 10 37,9 ± 1,5 2 15 48,0 ± 1,2 3 20 53,1 ± 1,3 4 25 60,4 ± 1,4
Tabela 2.1 Posição h Vm ± ΔV
1 10 85,30521113 ± 3,481500038 2 15 110,6662198 ± 2,769490933 3 20 122,4245657 ± 2,997523785 4 25 139,2549933 ± 3,231332598
Tabela 2.2 Posição h U ± ΔU
1 10 107586,6 ± 1515,993 2 15 161379,9 ± 2005,023 3 20 215173,2 ± 2494,053 4 25 268966,5 ± 2983,083
Tabela 2.3 Posição Vm ± ΔV Kc ± ΔKc
1
85,30521113 ± 3,481500038
40023,3743 ± 3630,7394
2
110,6662198 ± 2,769490933
67358,54302 ± 3983,6191
3
122,4245657 ± 2,997523785
82419,2040 ± 4785,5776
4
139,2549933 ± 3,231332598
106655,60 ± 5919,3193
Tabela 2.4 Posição h Kr ± ΔKr
1 10 67563,2257 ± 5146,7324 2 15 94021,3588 ± 5988,6421 3 20 132753,886 ± 7734,6306 4 25 162310,9 ± 8902,4
4. Análise de Dados
4.1 Determinação do tempo de queda
A fórmula utilizada para a determinação do tempo de queda em segundos foi: t = √
2H g + Δt. Na equação, H representa a distância entre a ponta do lançador e o chão, g representa o módulo da aceleração gravitacional e Δt erro do tempo.
Se
Δt = √2gH
ΔH , H = 92 ± 0,05 cm e 978,06 cm/s2 Então,
t =( 0,433736691 ± 0,000011113 ) s.
Obs.: O tempo de queda é igual para todos os lançamentos, pois todos caem da mesma altura e em todos atua somente a mesma aceleração, a gravidade.
4.2 Determinação da velocidade
A fórmula utilizada para a determinação da velocidade foi: V =( R t
​± ​ΔV) cm/s. Na equação, R representa a medida do alcance, t representa o tempo de queda e ΔV erro da velocidade.
Se,
ΔV = V
( ΔR R
+
Δt t ) Então,
Tabela 2.0 Posição h R ± ΔR
1 10 37,9 ± 1,5 2 15 48,0 ± 1,2 3 20 53,1 ± 1,3 4 25 60,4 ± 1,4
Tabela 2.1
Posição h Vm ± ΔV
1 10 85,30521113 ± 3,481500038 2 15 110,6662198 ± 2,769490933 3 20 122,4245657 ± 2,997523785 4 25 139,2549933 ± 3,231332598
4.3 Determinação da Energia Potencial gravitacional
A fórmula utilizada para a determinação da Energia Potencial gravitacional foi: U =( M gh ​± ​ΔU) . Na equação, M representa a medida da massa da esfera, g a gravidade, h a distância da saída da esfera até a posição pré­determinada e ΔU representa o erro da energia potencial gravitacional.
Se,
ΔU = h ΔM + MΔh Então,
Tabela 2.2 Posição h U ± ΔU
1 10 107586,6 ± 1515,993 2 15 161379,9 ± 2005,023 3 20 215173,2 ± 2494,053 4 25 268966,5 ± 2983,083
4.4 Determinação da Energia Cinética
A fórmula utilizada para a determinação da energia cinética foi: Kc = Mv2
2
​± ​ΔKc. . Na equação, M representa a medida da massa da esfera, v a velocidade e ΔKc representa o erro da energia cinética.
Se.
ΔKc = 2MvΔv+ΔMv2
2
, ​
Então,
Tabela 2.3 Posição Vm ± ΔV Kc ± ΔKc
1
85,30521113 ± 3,481500038
40023,3743 ± 3630,7394
2
110,6662198 ± 2,769490933
67358,54302 ± 3983,6191
122,4245657 ± 2,997523785
82419,2040 ± 4785,5776 3
4
139,2549933 ± 3,231332598
106655,60 ± 5919,3193
4.5 Determinação da Energia Cinética rotacional
Para a determinação da energia cinética rotacional foi: Kr = U − K c ​± ​ΔKr. Na equação ΔKr representa o erro da energia cinética rotacional.
Se,
ΔKr = ΔU + ΔKc,
Então.
Tabela 2.4 Posição h Kr ± ΔKr
1 10 67563,2257 ± 5146,7324 2 15 94021,3588 ± 5988,6421 3 20 132753,886 ± 7734,6306 4 25 162310,9 ± 8902,4
5. Conclusão
Em um lançamento horizontal verifica­se a presença de 2 componentes independentes para a velocidade, a horizontal ( na qual percorre um movimento retilinio uniforme) e a vertical (na qual percorre um movimento uniformemente variado). No entanto, o alcance horizontal do prejétil depende do tempo de queda e da velocidade inicial, que é um vetor no eixo das abscisas, tal velocidade depende da altura de abandono da esfera, devido a converção de energia potecial gravitacional em cinética e rotacional.