Relatorio de Fisica II - Din+ómica de Rota+º+úo

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE CATOLICA DE PERNAMBUCO – UNICAP
CENTRO DE CIENCIA E TECNOLOGIA – CCT
ENGENHARIA CIVIL
Alberto 
Arlisson do Nascimento de Araújo
Taline de Fátima F. dos Santos
RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE FÍSICA II
DINÂMICA DE ROTAÇÃO
	
Recife
01/06/2015
APRESENTAÇÃO
Relatório apresentado à disciplina Laboratório de Física II, como parte dos requisitos necessários para obtenção de nota do 2º GQ.
Prof°. do Lab: Antônio Cruz.
SUMÁRIO
	1
	INTRODUÇÃO
	.......................................
	4
	2
	OBJETIVO
	.......................................
	5
	2.1
	OBJETIVO GERAL
	.......................................
	2.2
	OBJETIVO ESPECÍFICO
	.......................................
	3
	PRÁTICAS: DINÂMICA DE ROTAÇÃO
	.......................................
	5
	4
	MATERIAIS E METÓDOS
	.......................................
	6
	5
	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
	.......................................
	6
	6
	COLETA DE DADOS
	.......................................
	7
	7
	EXPERIMENTO COM VARIAÇÃO DE MASSA
	.......................................
	8
	7.1
	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
	.......................................
	8
	RESULTADOS E DISCURSÃO
	.......................................
	8
	9
	CONCLUSÃO
	.......................................
	10
	10
	REFERÊNCIA
	.......................................
	11
1. INTRODUÇÃO 
O relatório vinculado ao programa de estudo da Física II do CCT - UNICAP-PE demonstra através de investigação e análise do conhecimento teórico e prática, chegar às seguintes conclusões: evidencia através da prática que os conceitos teóricos de dinâmica de rotação realmente funcionam, levando em consideração os dados coletados, precisos ou não, para concluir hipóteses sobre o experimento. 
Pela primeira lei de Newton, se a força resultante sobre uma partícula é nula, os únicos estados de movimento possíveis para essa partícula, num referencial inercial, são os estados para os quais o vetor velocidade é constante (inclusive nulo). A mudança de um estado de movimento para outro, com vetor velocidade diferente, só é possível se a partícula fica sob a ação de uma força resultante não nula. Assim, mesmo sobre uma partícula em movimento circular uniforme (MCU), atua uma força resultante não nula, porque o movimento é acelerado com a direção do vetor velocidade linear variando continuamente.
Pela segunda lei de Newton, por causa de uma força resultante não nula, o vetor velocidade de uma partícula varia tanto mais rapidamente quanto menor for a sua massa (considerada constante). Assim, e nesse sentido, dizemos que a massa da partícula é uma medida de sua inércia. Mas, quando consideramos os movimentos de rotação de um corpo, é mais apropriado descrever a sua inércia pelo momento de inércia e o estado de movimento, pelo vetor momento angular.
Por outro lado, a segunda lei de Newton para as rotações garante que, caso a inércia rotacional de um corpo permaneça constante, a mudança de um estado de movimento rotacional para outro, com momento angular diferente e velocidade de rotação diferente, só pode acontecer se existe um torque externo resultante não nulo sobre esse corpo. Além disso, a mudança de um estado de movimento para outro, de mesmo momento angular, mas de velocidade de rotação diferente, pode ocorrer pela alteração da distribuição de massa do corpo, ou seja, alterando sua inércia rotacional. Esta inércia rotacional é representada pelo momento de inércia do corpo. O momento de inércia é, para as rotações, o que a massa é para as translações, só que depende tanto da massa quanto de sua distribuição em torno do eixo de rotação.
2. OBJETIVOS
	2.1. OBJETIVO GERAL
O objetivo deste experimento de Dinâmica de Rotação é considerar as variações de analises quanto à mudança de distância através de um gráfico de ajuste polinomial e mudança de massa através de outro gráfico com ajuste linear, onde com a linha de tendência iremos analisar as relações entre Comprimento x Tempo e Aceleração x Torque. 
	2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO
A partir das relações citadas no objetivo geral, observados e anotados no experimento, consideraremos no primeiro momento a massa (g) fixa e variaremos a distâncias, no segundo momento variaremos a massa para obter a oscilação do tempo (s) com a uma distância fixa, para os dois casos iremos ter um raio de 30 cm e consideraremos a gravidade 9,81 m/s². 
Em seguida, as informações serão passadas para as planilhas e delas extrairemos gráficos que mostra o desempenho tirado do experimento.
3. PRÁTICAS: DINÂMICA DE ROTAÇÃO
No primeiro momento utilizamos uma jante de bicicleta e nele tinha amarrado um fio (cordão) com um gancho, onde foi colocado um corpo de massa 10 gramas e variamos a distância de 10 e 10 até 100 centímetros. Cronometramos quanto tempo (em segundos) para que a o peso da massa adicionada ao gancho deslocava 1 metro. Essa medida foi realizada três vezes e escolhemos o valor médio obtido. Pode-se ver no esquema abaixo uma exemplificação do experimento.
4. MATERIAIS E MÉTODOS
*Suporte de sustentação;
* Cronômetro digital; 
* Régua;
* Peso de massa fixa;
* Cordão;
* Computador (para processamento dos dados).
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Soltar o corpo de massa fixa de uma altura determinada.
2. Marcar no cronômetro o tempo que o corpo levo até chegar nos pontos determinados.
3. Anotar a média do tempo de três ou cinco medições.
4. As medições vão até a marca de 100 centímetros, com essas medidas já se tem dados suficientes, para uma análise dos fatos ocorridos.
6. Use o computador para armazenar e processar (cálculos, elaboração de tabelas e gráficos) os dados coletados em cada aferição.
6. COLETA DE DADOS 
Levando em consideração a dificuldade na realização das medições, fizemos uma medição de tempo, de forma que temos uma tabela de resultados.
Tabela 01
	Nº Med. 
	Y(m)
	t(s)
	1
	0,01
	0,90
	2
	0,02
	1,04
	3
	0,03
	1,53
	4
	0,04
	1,62
	5
	0,05
	2,27
	6
	0,06
	2,65
	7
	0,07
	2,87
	8
	0,08
	3,02
	9
	0,09
	3,47
	10
	0,10
	3,48
No primeiro momento, se faz a coleta dos tempos com variação da distância, liberando o corpo de massa 20g de uma altura determinada e marcando o tempo até chegar da variação de 10cm, repetindo o processo até chegar a 1m. Após essa coleta os dados serão armazenados e devidamente tratados no software Excel ou similar.
Até então, elabora-se um gráfico do espaço em função do tempo, mostrando a não linearidade do gráfico, através do ajuste feito pelo computador como Polinomial, obtemos a função y = 0,003x2 + 0,0181x - 0,0042, ver o gráfico.
Gráfico 1
7. EXPERIMENTO COM VARIAÇÃO DE MASSA
No segundo momento, utilizamos o mesmo material e fizemos a variação da massa com o intuito de acharmos a aceleração e o momento. 
7.1 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Soltar o corpo de massa variável de uma altura determinada.
2. Marcar no cronômetro o tempo que o corpo leva até chegar aos pontos determinados.
3. Anotar a média do tempo de três ou cinco medições.
4. As medições vão até a marca de 100 centímetros, com essas medidas já se tem dados suficientes, para uma análise dos fatos ocorridos.
6. Use o computador para armazenar e processar (cálculos, elaboração de tabelas e gráficos) os dados coletados em cada aferição.
8. RESULTADOS E DISCURSÃO 
Obtermos uma tabela de resultados.
Tabela 2
	Nº Med. 
	m(kg)
	t(s)
	a(m/s²)
	Y
	1
	0,01
	3,80
	0,139
	0,097
	2
	0,02
	2,73
	0,268
	0,191
	3
	0,03
	2,19
	0,417
	0,282
	4
	0,04
	1,79
	0,624
	0,367
	5
	0,05
	1,51
	0,877
	0,447
	6
	0,06
	1,43
	0,978
	0,530
	7
	0,07
	1,34
	1,114
	0,609
	8
	0,08
	1,19
	1,412
	0,672
	9
	0,09
	0,93
	2,312
	0,675
	10
	0,10
	0,89
	2,525
	0,729
Neste, fizemosa coleta dos tempos com variação da massa, liberando o corpo de massa de uma altura determinada e marcando o tempo até chegar da variação de 1m. Após essa coleta os dados serão armazenados e devidamente tratados no software Excel ou similar.
Assim, elabora-se um gráfico da aceleração em função do momento, mostrando a não linearidade do gráfico, através do ajuste feito pelo computador como Linear, obtemos a função y = 0,2423x + 0,2012, ver o gráfico.
Gráfico 2
Depois de analisarmos vimos que o gráfico não foi satisfatório para as pretensões da aula, e eliminamos 20 % dos valores que mais mostrarão variação, os chamamos de medidas Espúrias (destacado na tabela acima), assim obtermos um resultado mais apresentável. 
Gráfico 3
9. CONCLUSÕES
Conclui-se que o experimento realizado, através da análise pelo Gráfico 2, antes não linearizado, onde ocorre a variação de massa é bem maior, (representados pelos pontos e a equação). No entanto, o Gráfico 3, definimos: retirar da análise dois valores que consideramos impróprios para serem trabalhados – o equivalente a 20% dos valores coletados e medidos no experimento -, como foi informado no item 8. Sendo assim, utilizamos como base para análise a 2ª Lei de Newton. Caracterizando assim, que o experimento está passivo a erros e imprecisões estes podendo ser provocados por inúmeros fatores, como falha humana na coleta dos dados e na montagem dos equipamentos, imprecisão dos aparelhos, arredondamentos dos valores numéricos, fatores físicos etc. Assim sendo o dado experimental torna-se dúbio, mas não retira o seu caráter de método de embasamento científico, tornando assim satisfatório todo o processo, pois contribuiu para o entendimento do conteúdo sobre Dinâmica de Rotação.
10. REFERÊNCIAS
Experimento em Sala
Notas de Aula.
Física I Mecânica – Young e Freedman