DANIEL_Relatório4_Laboratorio_De_Fisica_1-COMPLETO.pdf
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Departamento de Física-UFG Regional Catalão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 SEGUNDA LEI DE NEWTON E TEORIA DO TRABALHO- ENERGIA CINÉTICA 
 
Curso: Laboratório de Física 1 
 
Professor: Jorge Luiz Vieira dos Anjos 
 
 
Daniel Bittencourt Marques 
 
 
 
 
 
 
 
Catalão - GO 
28 de Novembro de 2018
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1 INTRODUÇÃO 
 
Neste relatório, será tratado acerca de dois temas, que são a Segunda Lei de 
Newton e a Teoria do trabalho e energia cinética, por meio do experimento no trilho 
de ar, realizado em laboratório. 
O trilho de ar tem a finalidade de reduzir o atrito, de tal modo que, seja possível 
descrever movimentos, como o movimento acelerado de um corpo A, que por sua vez 
sofre influência de uma massa B, que se encontra sob a ação da gravidade. 
Conforme afirma a segunda lei de Newton a força motriz exercida em um corpo 
é o produto da massa do corpo, pela aceleração. Sendo o caso particular no qual a 
resultante das forças aplicadas no sistema é nula, a aceleração apresenta valor 
também nulo, \ud835\udc4e = 0. Sendo assim, o movimento será uniforme e equivalente ao 
movimento de um corpo não sofre ação de forças externas, tal qual é descrito pela 1ª 
Lei de Newton (a Lei da Inércia). 
A segunda lei de newton é, portanto, mostrada através d equação: 
 \ud835\udc39\u20d7\u20d7 \u20d7\ud835\udc5f\ud835\udc52\ud835\udc60 = \ud835\udc5a\ud835\udc4e (1) 
A figura abaixo demonstra o sistema de massas acopladas, na qual se aplicam 
as leis de newton de trabalho e energia cinética: 
Figura 1Figura esquemática que representa o 
sistema de bloco deslizante em bloco pendente. 
 
Também é possível fazer a análise do 
sistema por meio da Lei do Trabalho e da 
Energia cinética. Segundo Halliday (1923, 
p.145) \u201c... a energia pode mudar de forma e ser 
transferida de um objeto para o outro, mas a 
quantidade total de energia permanece 
constante (a energia é conservada).\u201d 
 \u2206\ud835\udc38 = \ud835\udc38\ud835\udc53\ud835\udc61\ud835\udc5c\ud835\udc61\ud835\udc4e\ud835\udc59 \u2212 \ud835\udc38\ud835\udc56\ud835\udc61\ud835\udc5c\ud835\udc61\ud835\udc4e\ud835\udc59 = 0 (2) 
Fonte: http://www.geocities.ws/cadernodefisica 
/polias.htm, acessado em 24/11/2018. 
 
Paul. A. Tipler e Gene Mosca (2006, p.168-169) afirmam que a energia cinética 
e energia potencial máximas só tem valor equivalente, pois quando o corpo não está 
em movimento (em uma certa altura), sua energia potencial é máxima pois a altura é 
maximizada e a energia cinética é zero. Por sua vez no momento em que a massa 
está em iminência de encostar o chão, a energia cinética é máxima pois, a velocidade 
obtida é a máxima para aquele sistema, enquanto a sua energia potencial naquele 
tempo é zero. 
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2 OBJETIVOS 
 
O presente relatório objetiva, através dos experimentos realizados em 
laboratório no trilho de ar com o carro flutuador, obter uma relação entre a massa e a 
aceleração, relacionando- a com a Segunda Lei de Newton, e analisar o mesmo 
sistema segundo a teoria do Trabalho e da energia cinética. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1 MATERIAIS 
 
Para a realização o processo de experimentação fez-se necessário os 
seguintes materiais: 
 
\uf0a7 Tripé com apoio para aparelho de gravação; 
\uf0a7 Haste metálica; 
\uf0a7 Aparelho de gravação digital com 30 f.p.s.; 
\uf0a7 Gerador de fluxo de ar CIDEPE®; 
\uf0a7 Balança digital; 
\uf0a7 Trilho de ar CIDEPE®; 
\uf0a7 2 Discos de metal de 50,1g; 
\uf0a7 1 disco de metal de 22,3g; 
\uf0a7 Barbante; 
\uf0a7 Carrinho de 187,4 g do tipo 2 CIDEPE®; 
\uf0a7 Software digital de tratamento de dados físicos, Tracker, v:5.0.6. 
A figura a seguir representa a o sistema utilizado para a realização do 
experimento de segunda Lei de Newton e Trabalho: 
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Figura 2- Figura esquemática do sistema de trilho de ar para movimento acelerado (imagem 
meramente ilustrativa. Cores fantasia). 
 
. Fonte: Ilustração autoral. 
 
Vale salientar que esse esquema representa o movimento do flutuador, com a 
presença dos discos de metálico sobre seu suporte, ou seja apenas uma das partes 
do experimento. Para a outra parte retira-se as massas e o sistema do carrinho corre 
livremente. 
Segue imagem de carro planador da marca CIDEPE utilizado em laboratório no 
experimento: 
Figura 3 Carrinho planador. 
 
Fonte: internet. Disponível em: https://www.youtube.com 
watch?v=0BHpn-bCJRQ( em 1:43 segundos) 
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3.2 MÉTODOS 
 
Para o experimento, foram realizados testes para a validação e confiabilidade 
das medidas do experimento, sobre o aparato a ser utilizado. Nesse sentido, realizou-
se testes pré-experimentais, os quais verificavam a precisão do equipamento, 
averiguando se o trilho se encontra totalmente paralelo ao solo, isto é, se quando 
posto em três pontos do trilho do ar ele permanece imóvel. Ainda observou-se a 
possibilidade do cordão atritar com a superfície na extremidade do trilho de ar, que 
poderia vir a frenar o movimento, caracterizando-se assim, como um erro grosseiro. 
Além disso, posicionou-se o suporte e moveu-se câmera de modo que pudesse ser 
captado por ela, com o maior grau de detalhamento possível, as medidas a serem 
anotadas, tal qual fosse capas de capturar o trilho de ar como um todo. Também foi 
atentado a questão de que o peso deve estar em iminência de encostar no chão. 
Anotou-se as massas do carrinho e dos discos metálicos. 
Tendo sido realizadas as verificações, inicia-se portanto o experimento em si. 
Enumera-se assim: 
1. Posicionar o carrinho em uma das extremidades; 
2. Posicionar o fio de barbante, sobre a polia; 
3. Ligar a câmera; 
4. Ligar o equipamento gerador de ar comprimido; 
5. Liberar o carro à uma distância suficientemente grande, para que o peso 
que se encontra pendente na polia, ao final do trajeto se encontre em 
eminência de encostar no chão; 
Primeiramente, para que o carro mantivesse um padrão aceitável de 
movimentação, fez-se três medidas, dentre ela uma tendo sido escolhida como a ser 
utilizada para os cálculos. 
Foi adotado como referencial de ponto inicial da trajetória do carrinho, a 
extremidade traseira do carrinho, localizado no ponto de 5,0 cm, considerando que na 
metragem do trilho de ar extende-se de 0,0 cm até 1,050m, para que dessa forma ao 
bater no limite do trilho de ar (localizado em 1,050m) pudesse ter percorrido exatos 
um metro antes de o peso fixado na outra extremidade do barbante pudesse tocar o 
chão. 
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Para a segunda parte do experimento também foi realizado o mesmo 
procedimento, no entanto retirando os dois discos de 50,1 g de seu suporte. 
O Tracker tem o funcionamento de um editor de vídeos, nele é possível analisar 
um vídeo quadro por quadro. Para cada quadro é dado um intervalo linear de tempo 
que é dado como FPS (frame por segundo). Como o aparelho destinado a gravação 
dispunha de 30 FPS, em um espaço de 1 s era possível marcar 30 pontos no software. 
Foram marcados vinte pontos para a primeira parte do experimento e dezesseis para 
a segunda parte. 
Coletaram-se 21 pontos para o flutuador com massa e 17 para o que não 
continha massas, pois este se locomoveu com aceleração muito alta que inviabilizava 
captar toda trajetória, considerando que devia ser pegado um ponto que abrangesse 
até onde o peso amarrado ao fio, tocasse o chão. 
A imagem a seguir mostra o software Tracker, em funcionamento: 
Figura 4: interface do Software físico, Tracker,V: 5.0.6, utilizado para tratamento de dados 
 
Fonte: Tracker, v:5.0.6 
Todo o procedimento analisados no Tracker, v:5.0.6, ferramenta de análise de 
vídeo e modelagem física onde foi possível obter-se os valores de posição e tempo. 
Tendo sido obtidos estes valores de tempo e posição foi possível a realização dos 
cálculos. 
 
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