relatório das praticas de fisica

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
FÁBIO HENRIQUE 
JÉSSICA BONA
FRANCISCO BISPO
CRISTIANO DA SILVA
ARILSON WESLEY
ARIEL NEVES
JUNIELSON SANTOS
RELATÓRIO DAS AULAS PRÁTICAS DE FÍSICA: FORÇA DE ATRITO, DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS, MOVIMENTO RETILÍNEO
TERESINA
DEZEMBRO DE 2014
FÁBIO HENRIQUE 
JÉSSICA BONA
FRANCISCO BISPO
CRISTIANO DA SILVA
ARILSON WESLEY
ARIEL NEVES
JUNIELSON SANTOS
RELATÓRIO DAS AULAS PRÁTICAS DE FÍSICA: FORÇA DE ATRITO, DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS, MOVIMENTO RETILÍNEO
Relatório de aula prática apresentado na disciplina de Física- Mecânica clássica e Termodinâmica para a obtenção de nota. Professor orientador: Samuel Pimentel Costa.
TERESINA
DEZEMBRO DE 2014
INDICE
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
REVISÃO
FORÇA DE ATRITO
DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS NUM PLANO INCLINADO
MOVIMENTO RETILÍNEO
MATERIAIS E PROCESSOS
 PRIMEIRA PRÁTICA
Experimento 1: Força de atrito estático
 SEGUNDA PRÁTICA
Experimento 2: Coeficiente de atrito estático e a área da superfície de contato.
 TERCEIRA PRÁTICA
Experimento 3: Força de atrito estático e a força normal de reação.
 QUARTA PRÁTICA
Experimento 4:Relação entre a força de atrito estático e a natureza das superfícies em contato.
 QUINTA PRÁTICA
 Experimento 5: Força de atrito cinético.
 SEXTA PRÁTICA
 Experimento 6: Ângulo crítico.
 SÉTIMA PRÁTICA
 Experimento 7: Decomposição de forças.
 OITAVA PRÁTICA
 Experimento 8: Movimento retilíneo uniforme (MRU).
 NONA PRÁTICA
 Experimento 9: Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).
RESULTADOS E DISCUSSÕES DAS PRÁTICAS
 1º Experimento
 2º Experimento
 3º Experimento
 4º Experimento
 5º Experimento
 6º Experimento
 7º Experimento
 8º Experimento
 9º Experimento
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Introdução
Há muito tempo os pré-históricos quando descobriram o fogo também descobriram a força de atrito já que o choque entre duas pedras produzia faíscas, com isso os nossos primitivos deixavam folhas e galhos secos próximos as faíscas produzidas para que o fogo fosse produzido. Podemos ainda observar o atrito em muitas outras coisas que fazemos como, por exemplo: quando acendemos um fósforo, quando caminhamos, quando escrevemos, quando um motor de carro funciona e até mesmo quando soltamos um corpo no ar.
A força de atrito existe somente quando acontece uma interação mecânica entre as superfícies de dois corpos ou a tendência de movimento entre elas causada por outras forças externas, a energia produzida do movimento entre as superfícies são totalmente convertidas em forma de calor. Para o cálculo da força de atrito existem, além da força normal, dois tipos de coeficiente de atrito: coeficiente de atrito estático e coeficiente de atrito cinético, esses coeficientes dependem do material que compõem o corpo estudado. Todos os corpos que estudamos por mais liso que seja sua superfície possui uma rugosidade, essas rugosidades podem ser microscópicas ou macroscópicas.
Movimentar-se não é uma característica presente somente nos animais, mas também os vegetais e minerais. Pois estes sofrem ação da água e do vento, assim como as folhas e os galhos das árvores, pedras em leitos de rios. O movimento é uma característica comum a tudo, desde os planetas, as estrelas até seres microscópicos. Podemos afirmar também, que nada está parado, e até mesmo em nosso organismo há movimento, como o sangue fluindo em nossas veias, os processos de meiose e mitose. Contudo, estes não são notados, já que não estamos vendo diretamente. Gases, líquidos e sólidos são formados por átomos e moléculas que, também estão em constante movimento. Portanto, podemos notar que toda a matéria está em continuo movimento.
Como já dizia Newton que todo corpo em repouso tende a ficar em repouso todo corpo em movimento tende a ficar em movimento retilíneo uniforme, excetua-se quando sua tendência já era circular ai neste caso tenderia ao movimento circular uniforme, o que faz com que a tendência e a intensidade do movimento se tornem outra, por exemplo, circular, variado, são as aplicações de força no determinado corpo. 
2. Objetivo
É aliar conhecimentos teóricos a situações práticas simulando acontecimentos do dia a dia, comprovando teorias por meio de experimentos simples, porém, muito didáticos, proporcionando o entendimento de assuntos da ciência física.
3. Revisão
Através de revisões bibliográficas a respeitos de temas da física elaboramos este relatório explicando a força de atrito, a decomposição das forças num plano inclinado e movimento retilíneo, uniforme e variado.
3.1 FORÇA DE ATRITO
A força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um objeto. Ela pode ser estática, se o objeto está em repouso, ou dinâmica, se o objeto está em movimento.
Quando empurramos ou puxamos um determinado objeto tentando movê-lo, percebemos que existe certa dificuldade para colocá-lo em movimento. Essa dificuldade deve-se à força de atrito, que é uma força que se opõe ao movimento de objetos que estão sob a ação de uma força. Ela age paralelamente à superfície de contato e em sentido contrário à força aplicada sobre um corpo. 
A força de atrito deve-se à existência de rugosidades na superfície de contato do objeto com o solo. Essas rugosidades não são observadas macroscopicamente, mas são elas que dificultam o movimento.
A força de atrito depende de dois fatores:
Do tipo dos materiais que estão em contato: cada material tem suas características próprias, quanto mais “lisas” ou polidas” estiverem os objetos em contato, menor será a força de atrito. Essa propriedade é definida numericamente pelo coeficiente de atrito, que pode ser dinâmico ou estático, possuindo um valor diferente para cada material.
Força normal: trata-se da reação normal à superfície sobre a qual o corpo está apoiado e depende do peso do objeto. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito.
Existem dois tipos de força de atrito: estática, dinâmica ou cinética.
A Força de atrito estática é força que se gasta até a iminência do movimento, a sua fórmula é:
Fae = μe. N
Sendo:
Fae é a força de atrito estático;
μe é o coeficiente de atrito estático;
N é a Força Normal.
A força de atrito cinético ou dinâmico é força que se calcula para impor movimento a um objeto em repouso, sua fórmula é:
Fac = μc. N
Sendo que:
Fac é a força de atrito cinético
μc  é o coeficiente de atrito cinético;
N é a Força Normal.
3.2 DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS NUM PLANO INCLINADO.
Na decomposição de forças num plano inclinado a força normal difere do peso, a forçar normal passará a ser o peso vezes o cosseno do ângulo do plano inclinado, a força de atrito continua sendo contrária ao movimento e paralela ao plano inclinado.
P= peso
N= força normal.
3.3 MOVIMENTO RETILÍNEO
O movimento retilíneo uniforme se caracteriza pela velocidade constante, aceleração é igual a zero, isso tudo em um trajeto constituído por uma reta, sua principal fórmula é:
S=So + Vt
S= Espaço final;
So= Espaço inicial;
V= Velocidade;
t= tempo;
O movimento retilíneo uniformemente variado se caracteriza pela variação de velocidade, existência de aceleração em um trajeto constituído por uma reta, suas principais fórmulas são:
V=Vo + at
V2=vo2+2.a.d;
S=So=Vo.t+at2/2;
S= Espaço final;
So= Espaço inicial;
V= Velocidade final;
t= tempo;
Vo= Velocidade inicial;
a= aceleração;
d= deslocamento.
4. Material e Processos 
4.1 PRIMEIRA PRÁTICA
Experimento 1: Força de atrito estático
01 dinamômetro de 2N
01 dinamômetro de 5N
01 bloco de madeira emborrachado com gancho.
01 placa de PVC branca com furo
Procedimento
Prender o dinamômetro (2N) ao bloco de madeira e com a superfície maior de madeira voltada para baixo. Tudo sobre a placa de PVC. Manter o dinamômetro paralelo à superfície da mesa puxá-lo vagarosamente e fazer a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira.
4.2 SEGUNDA PRÁTICA
 Experimento 2: Coeficiente de atritoestático e a área da superfície de contato.
1 dinamômetro de 2N
01 dinamômetro de 5N
01 bloco de madeira emborrachado com gancho.
01 placa de PVC branca com furo
Procedimento
Prender o dinamômetro (2N) ao bloco de madeira, coma superfície menor de madeira voltada para baixo. Tudo sobre a placa de PVC Manter o dinamômetro paralelo à superfície. Da mesa, puxá-lo vagarosamente e fazer a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira.
4.3 TERCEIRA PRÁTICA 
Experimento 3:Força de atrito estático e a força normal de reação.
1 dinamômetro de 2N
01 dinamômetro de 5N
02 blocos de madeira ( somente um emborrachado com gancho).
01 placa de PVC branca com furo.
Procedimento
Colocar um bloco de madeira sobre o outro, usar um dinamômetro de 5N, mantê-lo paralelo à superfície da mesa, puxá-lo vagarosamente e fazer a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira no instante em que ele entra em movimento.
4.4 QUARTA PRÁTICA 
Experimento 4: Relação entre a força de atrito estático e a natureza das superfícies em contato.
01 dinamômetro de 2N
01 dinamômetro de 5N
01 bloco de madeira emborrachado com gancho.
01 placa de PVC branca com furo
Procedimento
Colocar o bloco de madeira com a superfície maior de borracha voltada para baixo e prender o dinamômetro de 5N ao bloco. Manter o dinamômetro paralelo à superfície da mesa puxá-lo vagarosamente e fazer a leitura da força aplicada sobre o bloco de madeira no instante em que ele entra em movimento.
4.5 QUINTA PRÁTICA
Experimento 5: Força de atrito cinético
1 dinamômetro de 2N
01 dinamômetro de 5N
01 bloco de madeira emborrachado com gancho.
01 placa de PVC branca com furo
Procedimento
Prender o dinamômetro de 2N ao bloco de madeira e deixar com a superfície maior de madeira voltada para baixo e sobre a placa de PVC. Manter o dinamômetro paralelo à superfície da mesa puxá-lo vagarosamente e fazer a leitura da força aplicada que mantém o bloco de madeira em Movimento Retilíneo Uniforme (MRU). Mantê-lo em movimento uniforme por aproximadamente 20 cm.
4.6 SEXTA PRÁTICA 
Experimento 6: Ângulo crítico
01 dinamômetro
01 bloco de madeira com gancho
01 placa de PVC branca com furo
01 rampa com régua de 400mm
01 manipulo cabeça de plástico com porca borboleta
01 manípulo de latão recartilhado
01 transferidor 90º com seta indicadora
Procedimento
Fixar a placa de PVC na rampa, fixar o transferidor com manípulo de latão, Deixar a rampa na horizontal e colocar um bloco de madeira sobre a placa de PVC, com a superfície maior de madeira voltada para baixo. Movimentar, girando lentamente a rampa do plano inclinado e observar a medida do ângulo no momento em que o bloco de madeira entra em movimento.
4.7 SÉTIMA PRÁTICA 
Experimento 7: Decomposição de forças.
01 rampa do plano inclinado com régua de 400mm
01 tripé tipo estrela com manípulo
01 haste 405mm
01 fixador metálico com haste
01 carrinho
02 massas de 50g
01 dinamômetro de 2N
01 transferidor 90º com seta indicadora
01 manípulo de latão recartilhado
01 fixador metálico com um manípulo
Procedimento
Montar o equipamento, colocando a haste no tripé, fixar a rampa na haste, fixar o transferidor na rampa, incliná-la até a seta indicar 30º e por último colocar o dinamômetro no gancho do carrinho, aguardar pelo menos um minuto para que ocorra a estabilidade, para melhorar o resultado devemos bater levemente no plano inclinado, isto recompensa os atritos existentes. Depois se acrescentou mais 50g no carrinho, para a realização de novos cálculos.
4.8 OITAVA PRÁTICA 
Experimento 8: Movimento retilíneo uniforme (MRU).
01 rampa com régua de 400mm
01 rampa auxiliar
01 haste 405mm
01 rolo para movimento retilíneo
01 placa de PVC com furo
01 cronômetro digital manual
Procedimento
Associar as duas rampas e dar uma pequena inclinação para a rampa auxiliar com o auxílio da haste e calça-la com a placa de PVC. Escolher uma posição para abandonar o rolo e marcar uma posição inicial em aproximadamente 0,2m do zero da régua. Realizar a experiência de MRU, mantendo as posições finais em 30cm, 35cm, 40cm, 45cm, 50cm, 55cm e completar a tabela. Calcule os deslocamento, colocar o rolo na posição inicial 0,2m e abandonar, o móvel vai rolar no plano inclinado com um movimento acelerado, no final da rampa auxiliar o móvel passa para a rampa horizontal, ao passar pela posição 0,0cm acionamos o cronômetro e ao passar pela posição 10cm desligamos o cronômetro. Depois realize a experiência numa posição inicial igual a 10cm. 
4.9 NONA PRÁTICA
 Experimento 9: Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).
01 rampa do plano inclinado com régua de 40cm
01 rolo para movimento retilíneo
01 haste 405mm
01 cronômetro digital manual
Procedimento
Dar uma pequena inclinação na rampa com o auxílio da haste, marcar posição inicial 0,0m, manter as posições finais em 0,10m, 0,15m, 0,20m, 0,25m, 0,30m, 0,35m, 040m. Medir o tempo pelo menos três vezes, acionar o cronômetro no instante em que o móvel for abandonado e desligar o cronômetro na posição final.
5. Resultados e discussões das práticas
5.1 RESULTADOS DO 1º EXPERIMENTO
As forças aplicadas sobre o bloco foram:
Inicialmente pediu-se para aplicar 0,2N de força, porém o bloco não se moveu, só obteve iminência de movimento com 0,6N, ou seja, a força de atrito estático é 0,6N. Com o dinamômetro de 5N, calculamos o peso do bloco, 2,05N e como estão num plano horizontal, a força normal de reação é igual o peso. O coeficiente de atrito estático foi calculado por meio da fórmula:
Fae/Fn= μe
μe =0,6/2,05
μe = 0,29. 
Discussão
Num plano horizontal a força normal de reação é igual o peso e que para obter iminência de movimento necessita-se de uma força de atrito estático.
5.2 RESULTADOS DO 2º EXPERIMENTO
Inicialmente pediu-se para plicar uma força de 0,2N, porém o bloco não se moveu, o valor da força de atrito estático foi de 0,4N, o peso que neste caso é igual à força normal de reação foi de 2,05N o coeficiente estático foi:
Fae/N=
μe = 0,4/2,05
μe =0,19
Discussão
 A superfície de contato é diretamente proporcional à força de atrito assim como o coeficiente estático. 
5.3 RESULTADOS DO 3º EXPERIMENTO
A força de atrito estático foi de 1,05 N, o peso dos blocos foi de 2,05N e 2,25N, a soma dá 4,30N igual a força normal de reação, o coeficiente estático deu 0,24.
Discussão
A força normal de reação é diretamente proporcional à força de atrito estático, ou seja, como a força normal aumentou neste experimento 4 em relação ao 1(2,05N para 4,3N), aumentou-se também a força de atrito estático(0,6N para 1,05N).
5.4 RESULTADOS DO 4º EXPERIMENTO
A força de atrito estático foi de 0,65N o peso e a força normal de reação foram de 2,20N, o coeficiente estático foi de 0,29.
Discussão
A força de atrito estático muda de acordo com a superfície, neste caso a superfície de borracha aumentou a força de atrito estático.
5.5 RESULTADOS DO 5º EXPERIMENTO
A força de atrito cinético foi de 0,4N, o peso e sua força normal de reação foram 2,20N, o coeficiente cinético foi de 0,18.
Discussão
O coeficiente estático é maior que o cinético, ou seja, para emergir ao movimento gasta se força do que para mantê-lo em movimento constante.
5.6 RESULTADOS DO 6º EXPERIMENTO
O ângulo médio crítico foi de 22,3º.,
Discussão
A tangente deste ângulo é 0,41, correspondente ao coeficiente estático.
5.7 RESULTADOS DO 7º EXPERIMENTO
O peso carrinho foi de 9,02N, as forças aplicadas sobre o carrinho foram:
Onde: Py=P.cos30º sendo que Py=Fn (Força normal), o que resulta em Fn=P.cos30º.
P= peso
A força aplicada pelo dinamômetro foi de 0,45N, a força normal e a Py foi de 0,81N, a Px deu 0,47N e o peso foi de 0,94N, o que indica que a força de atrito foi de 0,02N.
Com o acréscimo das 50g o novo peso obtido foi de 1,40N, a força normal 1,21N, a força aplicada pelo dinamômetro 0,65N e a coordenada x do peso 0,7N, consequentemente a força de atrito foi de 0,05N.
Discussão
Um objeto num plano inclinado possui força normal de reação diferente do seu peso, a força deatrito é sempre paralela ao plano e contrário ao movimento.
5.8 RESULTADOS DO 8º EXPERIMENTO
Considerando a tolerância de erro admitida (5%) pode-se afirmar que a velocidade permaneceu constante.
O gráfico é uma equação do 1º grau, ou seja, uma reta e neste caso crescente. Calculamos o coeficiente linear e angular da reta:
0,3=a.0,77+b 0,4=a.1,66+b
b=0,3 - a.0,77 0,4=a.1,66 + 0,3 – a.0,77 0,89a=0,1 a=0,11. 
 0,4=(0,11).1,66+b
b= 0,21.
a= coeficiente angular.
b= coeficiente linear.
A equação ficou:
S=So+vt
S= 0,21+0,11t
S= espaço final.
t= tempo.
Posição inicial 10 cm.
S=0,1+0,05t
Discussão
O coeficiente linear indica o espaço inicial e o coeficiente angular indica a velocidade constante, a equação de 1º representa um movimento uniforme.
5.9 RESULTADOS DO 9º EXPERIMENTO
Cálculo do tempo médio.
Tabela completa.
Discussão
O gráfico de x em função do tempo tem caraterística exponencial, sendo que nos intervalos de tempos 2,70s até 3,99s e 4,94s até 6,13s a velocidade permaneceu praticamente constante, caracterizando o gráfico nesses pontos com uma reta, no restante do percurso houve aumentos de velocidade o que faz predominar a curva exponencial.
6. Conclusão
Através de todos os experimentos realizados em laboratórios, junto com conceitos teóricos de física, podemos comprovar na prática muitas teses, como a da força de atrito sempre contrária ao movimento, sua importância fica nítida quando citamos no simples movimento de andar, sem atrito não haveria a possibilidade de andarmos, a existência dele ficou explícita no plano inclinado, pois a coordenada x do peso era maior que o força aplicada pelo dinamômetro em sentido contrário, e o que resta para anular a força contrária é justamente a força de atrito. 
Foi exemplificado quando e como se tem movimento retilíneo uniforme e movimento retilíneo uniformemente variado, provou-se que quando a velocidade é constante o gráfico é uma reta, ou seja, uma equação de primeiro grau.
A realização deste relatório foi muito satisfatória, pois possibilitou a aproximação das teorias com o cotidiano, o que tornou o conteúdo muito mais interessante, assim como também destacou a importância da física no nosso dia a dia. 
7. Referências Bibliográficas
MENDES, Mariane. Brasil Escola. Força de atrito. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/forca-atrito.htm>. Acesso em 30 de novembro de 2014.
SILVA, Domiciano. Alunos Online. Plano inclinado. Disponível em:<http://www.alunosonline.com.br/fisica/plano-inclinado.html>. Acesso em 30 de novembro de 2014. 
TRABALHOS FEITOS. Relatório MRU E MRUV. Disponível em: <http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Relatorio-Mru-e-Mruv/60636118.html.>. Acesso em 30 de novembro de 2014.
TRIGO, Thiago. Infoescola. Movimento Retilíneo Uniforme. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo-uniforme/>. Acesso em 30 de novembro de 2014. 
TRIGO, Thiago. Infoescola. Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo-uniformemente-variado/>. Acesso em 30 de novembro de 2014.
WITKOVSKI, Anderson Marcos. SILVA, André Lucas. BENEDITO, Luís Felipe. Universidade Tecnológica do Paraná. Relatório sobre Força de atrito. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAqvgAK/relatorio-fisica-1-forca-atrito>. Acesso em 30 de novembro de 2014.