RELATÓRIO VI PLANO INCLINADO SEM ATRITO

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ATIVIDADE EXPERIMENTAL:
PLANO INCLINADO SEM ATRITO
Alunos: 
Claudio Borba de Sena – Matrícula: 201708383565
Daniele Montenegro da Silva – Matrícula: 201502376687
Ingrid de Oliveira Silva – Matrícula: 201602448388 
Marina da Silva Mello Nogueira – Matrícula: 201708330712 
Michelly Costa Direito – Matrícula: 201802333398 
Disciplina: Física Teórica Experimental I - CCE0847 
Data da Prática: 09/05/2018
Professora: Tarcilene Heleno 
RIO DE JANEIRO
2018
 
SUMÁRIO
31.	INTRODUÇÃO	�
31.	OBJETIVOS	�
42.	EQUIPAMENTOS	�
43.	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL	�
54.	DADOS EXPERIMENTAIS E ANÁLISE	�
75.	CONCLUSÕES	�
76.	REFERÊNCIAS	�
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INTRODUÇÃO 
	 No plano inclinado, sem atrito, há um bloco de massa m, e as forças que nele atuam são: a força peso , direcionada para baixo em virtude da atração da Terra; e a força normal , exercida pelo plano inclinado, perpendicular à superfície de contato. Podemos ver que essas duas forças não possuem a mesma direção, portanto elas nunca irão se equilibrar. Nesse caso, como são as únicas forças exercidas sobre o bloco, elas admitem uma resultante que faz o plano com aceleração constante .
Para determinar o valor da aceleração desse bloco no plano inclinado é necessário calcular o valor da força resultante exercida no bloco. Para isso, devemos decompor o peso P em dois componentes: um componente perpendicular ao plano () e outro paralelo ao plano ().
Fig 01: Diagrama de forças
Podemos observar na figura acima que a componente   se equilibra com a componente . Portanto, a força resultante sobre o bloco é . Temos que lembrar que   não existem como forças independentes, ou seja, elas são componentes da força peso.
Assim, para encontrar o valor da aceleração, serão utilizadas as relações trigonométricas do triângulo retângulo:
Agora, aplicando a segunda lei de Newton em módulo (FR = m . a) às forças exercidas sobre o bloco, tem-se:
FR = m . a
Px = m . a
P.sen θ =m . a
m .g .sen θ = m . a
a = g .sen θ
Essa é a expressão do módulo da aceleração adquirida pelo bloco que desliza sem atrito, sobre um plano inclinado de um ângulo em relação à horizontal.
OBJETIVOS
Reconhecer os efeitos da força motora Px e sua equilibrante (força de tensão, compressão, atrito, etc);
Reconhecer os efeitos da componente peso P perpendicular a rampa, Py, e sua equilibrante (força Normal N);
Determinar a dependência de Px e Py em função do ângulo de inclinação da rampa;
Determinar a dependência de Px e Py em função da massa envolvida e da aceleração gravitacional no local. 
EQUIPAMENTOS
01 plano inclinado com ajuste angular regulável, escala de 0 a 45°, com divisão de um grau, indicador da inclinação; sistema de elevação contínuo por fuso milimétrico; sapatas niveladoras amortecedoras; rampa principal metálica com trilhos secundários paralelos tipo bordas finas, ranhura central, esperas laterais, escala na lateral do trilho secundário; 
Fig 02: Plano Inclinado
01 carrinho com conexão flexível para dinamômetro, conjunto móvel indicador da orientação da força peso com haste normal e espera de carga adicional;
01 dinamômetro de 2N. 
Fig 03: Dinamômetro
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Montagem:
Montar o Equipamento fixando a cabeceira do dinamômetro entre os dois fixadores. O dinamômetro deve ficar paralelo à rampa.
Andamento das atividades:
Determinar o peso P do móvel (carro).
	P = 1,52 N
Girando o manípulo do fuso de elevação contínua, inclinar o plano articulável até um ângulo α desejado.
	α = 20°
Verificar o “zero” (ou o valor atribuído como “zero”) no dinamômetro.
OBS: Antes de executar a leitura, bater levemente com o dedo na capa do dinamômetro, isto eliminará a frenagem entre a escala e a capa. 
Prender o móvel pela conexão flexível ao dinamômetro, atento para que a escala móvel não se atrite com a capa.
O indicador da orientação da força peso atuante no carrinho, não deve tocar na base do conjunto, caso necessário, eleve um pouco a rampa (mesmo que tenha que escolher outro α)
Fazer o diagrama de forças que atuam neste momento sobre o móvel, identificado cada uma delas. 
DADOS EXPERIMENTAIS E ANÁLISE
Dados: 
Massa do carro= 155g = 0,155kg
Gravidade = 9,81 m/s²
Peso = massa * gravidade
P = m * g = 0,155 * 9,81
P = 1,52N
Py = P cosƟ	Px = P senƟ
 
Py = 1,52 * cosƟ 
Py = 1,52 * 0,94 = 1,42N
	N = Py = 1,42N
Px = 1,52 * senƟ
Px = 1,52 * 0,34 = 0,52N
	T = Px = 0,52N
T experimental = 0,50N
Fig 04: Forças atuantes: ,  e T
Caso o móvel fosse solto do dinamômetro, o que você supõe que ocorreria com ele? Procure justificar a sua resposta.
R: O carro iria descer devido a força P, resultante de Px.
Fr = m * a		
Px = P sen 20° 
m * g * senƟ = m * a
a = g senƟ
Sabendo que a força peso atua segundo a orientação do conjunto móvel dependurado no carro, justifique o fato de, quando livre, o móvel executar um movimento ao longo da rampa. Qual é o agente físico responsável por este deslocamento?
R: Gravidade, componente da força peso, atuando sobre Px. 
Com o valor da força peso do móvel e a inclinação da rampa, faça um diagrama identificando as características do vetor componente Px. 
 
Fig 05: Componentes da força Peso (Px e Py)
Qual a orientação modular da força de tensão T (força aplicada pelo dinamômetro)?
R: Mesma direção e sentindo contrário de Px. 
Confronte o valor da força de tensão T com o valor calculado para a força componente Px. Caso haja diferença, calcule o percentual e procure justificá-lo.
| (0,52 – 0,50) / 0,52 | * 100 = 3,8%
O valor do percentual é aceitável. 
Dê a orientação e calcule o valor da força normal N
R: Mesma direção e sentindo contrário de Py.
N = Py = 1,42N
Segure com a mão a cabeceira do plano inclinado e devagar, vá elevando-a de modo a se aproximar de 90°. Para que valores tendem as componentes Px e Py, quando o plano inclinado tende ao ângulo de 90 graus? Justifique sua resposta. 
T = Px 	
P = m*g
P = sen90° = m *g
Sen 90° = 1, logo P * 1 = m * g
Px = P
T = Px → Mesma direção sentido contrário
CONCLUSÕES
Conseguimos provar com esse relatório que quando o carrinho (de massa 1,555 Kg) for solto, no ângulo de 20º, sem a presença de atrito, ele desceria, devido a gravidade. No plano inclinado, a força Peso e a força Normal, não possuem a mesma direção, pois como já vimos, a força Peso, é causada pela aceleração da gravidade, logo a força Peso tem sempre direção vertical. Já a força Normal é a força de reação, e têm origem na superfície onde o movimento ocorre, logo tem um ângulo igual ao plano do movimento. Também é possível observar que a aceleração utilizada no plano inclinado sem atrito, não depende da massa do corpo.
O valor de T encontrado experimentalmente e o valor calculado para Px foram bem próximos, com um percentual de erro aceitável (3,8%), mostrando que as forças são iguais em módulo.
REFERÊNCIAS 
Disponível em: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/plano-inclinado.htm Acesso: 10 de maio de 2018.
Disponível em: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/pi.php Acesso: 16 de maio de 2018.