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Francisco Scalco Nickele - Alu201310972 Alu201310972 ROTEIRO DE PRÁTICA Tema Medida de atrito no plano inclinado Semana nº 04 Local onde acontecerá a prática Laboratório de Física / Laboratório Virtual Disciplina (s) Física DT Pontuação 10,0 Data da última atualização 14/09/2020 I. Instruções e observações LEIA COM ATENÇÃO AS SEGUINTES INSTRUÇÕES E OBSERVAÇÕES 1. Ao utilizar as dependências do Laboratório favor seguir as orientações do manual de funcionamento, segurança e boas práticas dos laboratórios que fica disponível em cada ambiente. II. Equipamentos, materiais, reagentes ou produtos Descrição Quantidade Computador ou Notebook (acesso à internet) 01 III. Introdução Para a realização deste experimento será utilizado um simulador virtual denominado Rampa: Forças e Movimento, que pode ser aplicado em experimentos sobre movimento, trajetória, MRU, forças de atrito, coeficientes de atrito estático e cinético, entre outros. IV. Objetivos de Aprendizagem a. Resolver exercícios e problemas explorando os coeficientes e forças de atrito; b. Determinar o coeficiente de atrito cinético de um caixote de madeira. V. Experimento Ação Parcial Realizado Não realizado Observação 1. Acesse o simulador no link: https://phet.colorado.edu/sims/c heerpj/motion- series/latest/motion- series.html?simulation=ramp- forces-and- motion&locale=pt_BR ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não - Manter o simulador na aba Introdução (default) 2. Verifique a massa do caixote e calcule o valor de seu peso ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não - Anote o valor na tabela 1 3. Através do comando “Mais Controles” ajuste o ângulo da rampa para o valor de 15° e a posição do objeto para 8𝑚 ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não 𝑃 (𝑁) 𝑓c (𝑁) 𝜇k (calculado) 𝜇k (simulador) 980 N 253,64 N 0,531712 N 0,3 N Número de medidas executadas Ângulo de ocorrência de movimento aproximadamente constante (°) 1 24 2 25,2 3 26,4 4 27,5 5 28 4. Faça o diagrama de forças (I), atuantes sobre o corpo de prova (caixote de madeira) ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não - Justifique o motivo pelo qual o bloco não desce a rampa sob ação da sua componente 𝑃s (𝐹g,s) 5. Determine o valor da força de atrito estático 𝑓c que, neste caso, atua entre o corpo de prova e o plano inclinado. ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não - Anote tabela 1 o valor da 6. Agora, eleve a rampa continuamente (vagarosamente, usando o mouse) até começar o deslizamento. Em seguida, diminua levemente a inclinação até obter um movimento bastante vagaroso do móvel. ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não · Anote na tabela 2 o valor do ângulo para o qual ocorreu um deslizamento aproximadamente uniforme; · Complete a tabela 2 repetindo este procedimento por cinco vezes. 7. Faça o diagrama de forças (II) atuantes sobre o móvel, considerando o ângulo médio de ocorrência do movimento aproximadamente uniforme. ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não 8. Considerando o diagrama de forças, verifique a validade das seguintes expressões: 𝐹N = 𝑃 cos 𝜃 𝑓k = 𝑃 sen 𝜃 ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não 9. Considerando as equações anteriores, mostre que “o coeficiente de atrito cinético de deslizamento de um móvel que desliza em MRU sobre um plano inclinado equivale a: 𝜇k = tan 𝜃 ( )sim ( )não ( x )sim ( )não ( )sim ( )não · A partir do ângulo médio encontrado e desta expressão, calcule o 𝜇k entre a superfície do caixote e a da rampa; · Compare o valor calculado com o valor indicado no simulador, anotando-os na tabela 1. Tabela 1 Fonte: elaboração própria a partir dos dados experimentais coletados. Tabela 2 Fonte: elaboração própria a partir dos dados experimentais coletados. Fonte: https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/motion-series/latest/motion-series.html?simulation=ramp-forces-and- motion&locale=pt_BR VI. Referências HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: mecânica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2016 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- RESPOSTAS 2- Verifique a massa do caixote e calcule o valor de seu peso: PARA A RESOLUÇÃO DO PROBLEMA TEMOS OS SEGUINTES DADOS - (MASSA CAIXOTE 100Kg E GRAVIDADE 9,8m/s²),LOGO: Fp=100 Kg . 9,8 m/s² Fp= 980 Kg.m/s² 3- Através do comando “Mais Controles” ajuste o ângulo da rampa para o valor de 15° e a posição do objeto para 8𝑚. NA ABA LATERAL DIREITA,FOI SELECIONADO O RESPECTIVO ÂNGULO E POSICIONADA A CAIXA NA DISTANCIA DE 8m, FICANDO O SIMULADOR DESTA FORMA. Figura 1- Simulador Phet.Colorado-Rampa Forças e Movimento (2.06) 4. Faça o diagrama de forças (I), atuantes sobre o corpo de prova (caixote de madeira). Fn Fs Psen 0 Fa Pcos0 Pcos 0 Fp 5. Determine o valor da força de atrito estático 𝑓c que, neste caso, atua entre o corpo de prova e o plano inclinado. PARA A RESOLUÇÃO TEMOS QUE: Fs = P . Sen 0 Fs = 980 Kg.m/s² . Sen (15°) FS = 253,64 N 7. Faça o diagrama de forças (II) atuantes sobre o móvel, considerando o ângulo médio de ocorrência do movimento aproximadamente uniforme. O ÂNGULO QUE INICIOU O MOVIMENTO FOI DE 28° ONDE OBTEVE-SE UM MOVIMENTO UNIFORME. Fn Fs ou Fk Psen 0 Fa Pcos 0 28° Fp 8. Considerando o diagrama de forças, verifique a validade das seguintes expressões: 𝐹N = 𝑃 cos 𝜃 (PARA 𝐹N = 𝑃 cos 𝜃 TEMOS UMA RESULTANTE DE FORÇAS QUE SE ANULAM,SENDO ASSIM VIU-SE QUE O CAIXOTE NÃO REALIZARIA O MOVIMENTO SOBRE A RAMPA INCLINADA) 𝑓k = 𝑃 sen 𝜃. (POR SE TRATAR DE MRU ESTA EXPRESSÃO É VERDADEIRA, POIS SE Fk FOSSE UM NÚMERO MENOR TRANFORMARIA O MOVIMENTO PARA MRUV) 9 - Considerando as equações anteriores, mostre que “o coeficiente de atrito cinético de deslizamento de Um móvel que desliza em MRU sobre um plano inclinado equivale a: 𝜇k = tan 𝜃 DADOS: Fk – P . Sen 0 ( 980 . Sen 28° = 460,08 N ) FN – 980 . Cos 28 ° ( 980 . Cos 28° = 865,28 N) M k = 460,08 N / 865,28 M k = 0,531712 .... N Tan (28) = 0,531709......N
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