Ap Física Nota 100 2018

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Lab 7: Gravidade e o movimento de projéteis.
Centro Universitário Uninter
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Uma partícula lançada de diferentes ângulos numa direção formando um ângulo qualquer com a horizontal, numa tal situação denominamos a esta partícula de projétil. Iremos analisar estes movimentos, considerando os efeitos da resistência do ar e sem resistência do ar. 
 
Introdução
Movimento de um projétil é um movimento bidimensional sob a influência da gravidade. Para analisar o movimento de projéteis, que geralmente consideram as partes horizontal e vertical do movimento em separado. Se a resistência do ar pode ser desprezada, então o movimento horizontal é um movimento com Velocidade constante. Em contraste, o movimento vertical é um movimento com Aceleração constante. Juntando estas duas propostas em conjunto dá o movimento parabólico que é característica de um objeto em movimento em duas dimensões sob a influência da gravidade. 
 
Procedimento Experimental. 
No experimento usamos o software Virtual Physics Lab: Gravity and Projectile Motion em que se lança um projétil com 0,1m de diâmetro, 0,2kg de massa, força aplicada de 100N, em ângulos diferentes com e sem resistência do ar, acompanha seu alcance em metros em função do ângulo de Lançamento conforme tabela abaixo com os valores. Foi adotada a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s².
Análise e Resultados
Temos então os dados coletados da experiência na tabela abaixo.
A bola lançada em um ângulo de 45° sem a resistência do ar e sem a força da gravidade tem seu trajeto orientado para cima, onde a velocidade permanece constante. A bola com massa 0,2 kg lançada e m um ângulo de 45° sem a resistência d o ar atingiu a maior distância. O ângulo afetou a distância, pois, ao mesmo tempo que a bola deve ir para a frente a fim de atingir a maior distância, ela também deve subir para que seu movimento no ar perdure por algum tempo. Assim, o ângulo de 45° fez com que a bola ficasse tempo suficiente no ar para atingir uma longa distância, deslocando-se também para a frente.
 De todos os experimentos realizado a bola que atingiu a maior distância foi a lançada em ângulo de 8°, isso porque a bola tinha massa de 0,1 kg lançada com uma força de 100N.
Para os ângulos de 15° e 75°, sem atrito a bola atingiu aproximadamente a mesma distância horizontal. Apesar de os ângulos serem diferentes, no caso de 15° a bola foi lançada e, como não subiu muito, atingiu rapidamente o chão, deslocando-se pouco. Já no caso de 75°, a bola subiu muito, mas seu lançamento foi quase vertical, de maneira que seu movimento na horizontal foi muito pequeno. Os lançamentos realizados com resistência do ar frearam muito rapidamente a bola e, em consequência, a distância atingida foi menor. Após realizar o experimento, verificamos que a bola lançada em um ângulo de 15° viaja para mais longe do que a lançada em 75°. Elas atingem distâncias horizontais diferentes, já que a desaceleração gerada pelo atrito do ar é maior à bola que permanece mais tempo no ar, ou seja, aquela lançada em 75°. 
Tirando conclusão referente a massa da bola, mesmo ela sendo lançada a um ângulo de 8° menor que a dos outros experimentos a mesma atingiu a maior distância pois a força de 100N aplicada em uma bola de 0,1 kg (mais leve que a dos outros experimentos) fez com que ela atingisse um velo cidade maior assim também uma distância maior.
Conclusão 
O movimento de lançamento de projéteis pode ser separado em dois movimentos distintos, movimento horizontal e vertical. No movimento horizontal, o projétil segue com velocidade constante, pois a aceleração horizontal é zero, como a velocidade é constante o projétil percorre no eixo x distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. Já no movimento vertical, o movimento possui aceleração constante devido à atração gravitacional da Terra, consequentemente sua velocidade na vertical varia quantidades iguais em tempos iguais. 
Referências
Professor Me. Cristiano Cruz – Engenharias - Uninter
Lab 9: Aceleração e atrito.
Com esses experimentos temos como objetivo investigar os efeitos causados pelo atrito na aceleração de um objeto. A aceleração é a taxa de variação (ou derivada em função do tempo) da velocidade. Atrito é a força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento. É gerada pela rugosidade dos corpos. A força de atrito é sempre paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre eles.
Introdução 
Os experimentos realizados a seguir, iremos acompanhar como um corpo se comporta numa determinada superfície com atrito. Foi realizado testes de tempo, aceleração e velocidade em função do atrito das superfícies e objetos.
Procedimento Experimental
 Acessando o programa Virtual Physics e selecionando Lab 9 Acceleration and Friction na lista de atividades. O programa irá abrir a bancada de mecânica (Mechanics). A área de experimentos mostra um trenó em cima de uma mesa. A superfície da mesa pode ser alterada para diferentes materiais. Um pequeno foguete está preso ao trenó com a função de movimenta-lo. Clicando em Lab book irá abrir a página para salvar os experimentos. Clique no botão (Recording) para registrar os dados de espaço versus tempo. O trenó vai começar a andar quando você apertar o botão Force. O foguete será desligado automaticamente a pós 2 segundos. Quando o trenó parar, clique no botão Pause para parar o experimento e o registro dos dados. Um link de dados vai aparecer em seu Lab book. Anote o que aconteceu com o trenó na tabela da página seguinte. Teste outros materiais para o trenó e para a mesa, observando quanto tempo o trenó leva para parar em cada um dos casos. Escolha os materiais usando a aba de atrito (Frictions) no dispositivo de parâmetros (Parameters). Para cada tentativa, anote na tabela os materiais do trenó e da mesa, a distância percorrida por ele e o tempo que demorou para parar. Se o trenó chegar ao fim da mesa, o experimento para automaticamente. Clique duas vezes ao lado de cada link em seu Lab book e identifique-os com os materiais correspondentes. Para alterar a força, use a seção forces no dispositivo para alteração de parâmetros (Parameters).
Análise e Resultados 
Temos então os dados coletados da experiência na tabela abaixo.
No espaço abaixo, foi desenhado um gráfico espaço versus tempo traçando uma linha para cada um dos sete experimentos. O gráfico foi gerado através dos dados coletados no Lab book. Foi considerado o eixo horizontal como Tempo (s) e o eixo vertical como Distância (m). Podemos observar as cores diferentes para cada experimento realizado.
Ao aumentar o atrito o objeto terá menor velocidade, no momento em que passa os 2 segundos o foguete é desligado ocorrendo a queda da velocidade de acordo com o atrito de cada objeto. Depois que o foguete é desligado o gráfico cria uma curvatura para baixo, indicando que o objeto está perdendo velocidade. No momento que o foguete está ligado atuam as forças de: 
➢ Força de propulsão do foguete; 
➢ Força de atrito com a superfície; 
➢ Força da gravidade (peso); 
➢ Força de contato com a superfície. 
Força de propulsão do foguete;
Força de atrito com a superfície;
Força da gravidade (peso);
Força de contato com a superfície.
No momento que o foguete está desligado atuam as forças:
Força de atrito;
Força da gravidade (peso);
Força de contato com a superfície.
Abaixo segue gráfico demonstrando velocidade versus tempo para os sete experimentos. Eixo horizontal tempo (s) e o eixo vertical velocidade (m/s). As cores usadas são as mesmas do gráfico anterior.
O gráfico nos mostra que no momento que o trenó tem o acionamento do foguete, o treno acelera conforme o atrito da superfície aumentando a velocidade, no momento que o foguete desliga a aceleração diminuí e o trenó perde velocidade até parar, devido o atrito.
A aceleração é constante, quando o foguete está ligado, e quando desligado. Encontramos aceleraçãopositiva quando o foguete está ligado, representado no gráfico para cima. Encontramos aceleração negativa quando o foguete desliga, representado no gráfico para baixo. Usando um trenó mais pesado a aceleração e velocidade e espaço percorrido seria menor. 
Abaixo segue os dados coletados no laboratório virtual Lab book.
Conclusão 
Conclui-se que a aceleração é a grandeza que determina a taxa de variação da velocidade em função do tempo. Em outras palavras, ela indica o aumento ou a diminuição da velocidade com o passar do tempo. A aceleração é uma grandeza vetorial, portanto, possui módulo, direção e sentido. O atrito, em física é a força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência a o movimento. É gerada pela esfericidade (rugosidade) dos corpos. A força de atrito é sempre paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre eles. Podem os então dizer que o atrito está diretamente ligado a velocidade de um corpo sobre ação de uma forca. Com esses experimentos concluímos que aceleração é a variável da velocidade em função do tempo. Onde se variar o peso do objeto diminui a aceleração e em consequência diminui a velocidade.
Referências
Professor Me. Cristiano Cruz – Engenharias - Uninter
Lab 11: Conservação do momento linear
Teste 1: Duas bolas se deslocando. As massas das bolas são iguais. A velocidade é igual em magnitude, mas as bolas têm sentidos opostos (elas vão se deslocar uma em direção à outra). No início do experimento, as bolas estão a 10 m de distância uma da outra. Aperte o botão Start e observe o movimento até que as bolas colidam. Clique no botão Pause alguns segundos após a colisão e anote a velocidade final de cada bola na Tabela de dados 1, utilizando as informações do painel de dados. Para visualizar a velocidade da segunda bola, clique na bola ou nas setas Tracking no canto inferior direito do painel.
Teste 2: Somente uma bola se desloca no início. Clique no botão Reset para reiniciar o experimento. Utilizando o dispositivo de parâmetros, altere a massa da bola 1 para 15 kg e a massa da bola 2 para 5 kg. Desmarque a caixa Balls Same Mass and Diameter para alterar a massa de cada bola separadamente. Ajuste a velocidade inicial da bola 1 para 10 m/s e d a bola 2 para 0 m/s. clique no botão Start e observe o movimento até que as bolas colidam. Clique no botão Pause alguns segundos após a colisão e anote a velocidade final de cada bola na Tabela de dados 2.
Teste 3: Duas bolas unidas. Clique no botão Reset para reiniciar o experimento. Ajuste a velocidade da bola 2 para 0 m/s e mude a elasticidade para 0, tornando as bolas inelásticas. Clique no botão Start e observe o movimento até que as bolas colidam. Clique no botão Pause alguns segundos após a colisão das bolas e anote a velocidade final de cada bola na Tabela de dados 3.
Teste 4: escolha suas variáveis. Clique no botão Reset para reiniciar o experimento. Clique no Lab book para abri-lo. Clique no botão (Recording) para registrar os dados. Escolha a massa e a velocidade inicial de cada bola. Tente este teste com ambas as bolas se deslocando no mesmo sentido, mas uma bola com velocidade inicial maior que a outra. Altera a elasticidade para 0 novamente para observar uma colisão inelástica. Você consegue imaginar qual será a velocidade resultante? Segue os dados na tabela 4.
 A seguir, apresentarei um gráfico da variação do momento de cada bola ao longo dos experimentos realizados acima.
Análise de conclusão
 1.O momento do sistema foi conservado em cada uma das tentativas realizadas? Explique.
Sim, o momento linear sempre é preservado, somando o momento inicial de cada bola e depois comparando com o momento total final de cada bola. O valor numérico deve ser sempre o mesmo, levando em conta os sinais.
2. Como o gráfico ajuda a mostrar a conservação do momento?
Pelo gráfico, vemos que os momentos das partículas são sempre representados no eixo Y e o tempo representado no eixo X conforme os experimentos realizados. Isso mostra que, antes e depois da colisão, eles assumem valores constantes. Dessa forma, basta verificar que a soma dos momentos iniciais (momento da bola 1 + bola 2 antes da colisão) e igual à soma dos momentos finais (momento da bola 1 + bola 2 após a colisão), o que pode ser feito ao olhar no gráfico em quais valores de Y as retas horizontais estão posicionadas antes e depois da colisão, para cada bola.
3. De que maneira uma bola de massa pequena pode ter o mesmo momento que uma bola de massa maior? 
Tendo a velocidade adequada. Se P maior for o momento da bola de maior massa, então P menor = M menor. V menor será o momento da bola de menor massa. Assim, se P menor = P maior, então necessitamos que a velocidade da bola de menor massa seja V menor = P maior / M menor.
4. Descreva momento com suas próprias palavras.
 O momento é algo único, no qual não se repetirá, no caso de momento linear, o momento linear de um corpo é o produto da massa pela velocidade, sendo assim quando se muda a massa ou a velocidade, o resultado será diferente. Portanto cada momento é único, pois cada um tem seus valores relacionados à determinada situação
Referências