Template de Relatório de Aulas Práticas - Física Geral e Experimental 1

Prévia do material em texto

RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
PRÁTICA 1 – Atrito 
 
Experimento 1.1: 
 
Escolha a simulação de atrito para fazer nossa primeira simulação. No canto superior esquerdo marque as 
opções Força, Soma das Força, Valores, Massas e Velocidade para lhe auxiliar no experimento. Na sequência 
aumente a força aplicada gradativamente. Agora responda às seguintes questões (as respostas devem estar 
no Template de Aulas Práticas): 
 
1) Quais os valores da força de atrito estática máxima e a força de atrito cinética que atua sobre a caixa de 
50 kg? 
 
Força de atrito estática máxima = 125N 
Força de atrito cinética = 94N 
 
2) Quais são os coeficientes de atrito estático e cinético da caixa de 50 kg com a superfície? 
 
Coeficiente de atrito estático 
125 = µ . 500 = > µ = 0, 25 
 
Co ef i c iente d e atrit o d inâmic o 
94 = µ . 500 = > µ = 0,188 
 
 
3) Após acelerar a caixa até a velocidade máxima (40 m/s) determine o tempo e a distância percorrida pela 
caixa até parar. 
|a| = µ . 10 
|a| = 0,188 . 10 
|a| = 1,88 m/ s 
2
 
 
V
2
 = V o 
2
 + 2aΔS 
0 = 1600 + 2(-1,88)ΔS 
ΔS = 1600/3,76 
ΔS = 425, 53 m 
 
4) Construa o gráfico da força de atrito em função da força aplicada. 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 
Experimento 1.2: 
 
Agora coloque a criança, de 40 kg, sobre a caixa, repita o experimento acima e responda: 
 
1) Qual é a nova força de atrito estática máxima? 
 
Força de atrito estática máxima = 225N 
 
2) Qual é a nova força de atrito cinético? 
 
Força de atrito cinética = 169N 
 
 
3) Quais os valores dos coeficientes de atrito estáticos e cinéticos da caixa nessa nova situação? 
Coeficiente de atrito estático 
225 = µ . 900 = > µ = 0, 25 
 
Coeficiente de atrito dinâmico 
169 = µ . 900 = > µ = 0,188 
 
 
4) Os resultados encontrados nos itens a, b e c estavam de acordo com suas expectativas? Justifique 
sua resposta. 
Sim, não ocorre a alteração do coeficiente de atrito, mas o incremento da força necessária para 
tirá-lo dainércia e mantê-lo em movimento, em virtude do aumento do peso 
 
 
 
 
PRÁTICA 2 – Lançamento de Projétil (Lab) 
 
Experimento 2.1: Lançamento horizontal 
 
No simulador de movimento de projétil escolha a opção LAB. Eleve o canhão a altura de 7,5 m, mantenha o 
canhão orientado com a horizontal (Ɵ=0°) e faça dois lançamentos, um com a velocidade inicial de 30 m/s e o 
outro com velocidade de 15 m/s. Responda as seguintes questões: 
 
1) O tempo de queda de um é o dobro do tempo de queda do outro? A resposta está de acordo com sua 
expectativa? 
 
R: Não, o temp o de queda dos projéteis são iguais. A resposta está de acordo com minhas expectativas 
 
2) O alcance horizontal de um é o dobro do outro? Como você explica esse resultado? 
 
R: Sim, o resultado é explicado em virtude da velocidade de lançamento ser o dobro da outra 
 
 
3) Qual será o alcance do projetil se a velocidade de 40 m/s? 
 
H = g . t 
2
/2 A = v . t 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
t
2
 = 7, 5 . 2 / 9,81 A = 40 . 1,24 
t = 1, 24s A = 49,6 m 
 
 
 
4) Qual deve ser a velocidade de lançamento para que o alcance horizontal da bola seja de 30 m? 
 
A = v . t 
30 = v . 1,24 
v = 30/ 1,24 
v = 24, 19 m/ s 
 
 
Experimento 2.2: Lançamento Oblíquo 
 
No simulador de movimento de projétil escolha a opção LAB. Deixe o canhão alinhando com o solo, altura do 
eixo igual a zero. Responda as seguintes questões: 
 
1) Qual é o ângulo que tonar o alcance horizontal da bola máximo? 
 
R: O ângulo de maior alcance horizontal é de 45° 
 
2) Alterando a massa da bola o alcance horizontal da bola é alterado? Como você explica esse resultado? 
 
R: Não, isso podes erexplicado porque a massa do objeto lançando não influência no alcance da bola 
 
3) Qual é o alcance horizontal máximo da bola se a velocidade de lançamento for de 18 m/s? 
 
R: O alcance horizontal máximo da bola lançada a 18m/ s é de 33,03m 
 
4) Se consideramos a resistência do ar qual será o alcance da bola para uma velocidade inicial de 18 m/s? 
Aumente o diâmetro da bola em dez vezes e mantendo a resistência do ar, qual o novo alcance da bola? 
O novo alcance está de acordo com sua expectativa? 
 
R: O alcance horizontal máximo da bola de 0,1m de diâmetro, lançada a 18m/ s, considerando a resistência 
do ar, é de 32,99m. Aumentando o diâmetro em dez vezes o alcance máximo passaa ser de 29,6m. minha 
expectativaera que o alcance fosse mais próximo em virtude do objeto ser uma esfera. 
 
 
PRÁTICA 3 – Energia na Pista de Skate 
 
 
Experimento 3.1: Loop 
 
No simulador de energia na pista de Skate escolha a opção Parque. Crie uma pista de skate com um loop de 
raio 2 m. Escolha a opção “mostrar grade” para auxiliar na construção da pista. É importante que você selecione 
a opção que não mantém o skatista preso a pista, ver figura. Responda as seguintes questões: 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 
1) Zerando o atrito, qual é altura mínima que a rampa deve ter para que o skatista, saindo do repouso, 
consiga fazer o loop de raio 2 m? 
 
Primeiro é necessário calcular a velocidade mínima no ponto mais alto do loop . Nesse ponto, o módulo 
da força peso deverá ser igual ao módulo da força centrípeta. 
 
 
Segue... 
 
Para garantir que essa velocidade seja alcançada, a quantidade de energia no ponto do abando no deve 
ser igual à energia nesse ponto. No início da rampa existe apenas energia potencial, já que a velocidade 
é zero. No alto do loop, temos energia cinétic a e energia potencial: 
 
 
 
2) Se aumentarmos ou diminuirmos a massa do skatista a altura mínima para o skatista fazer o loop mudará? 
A resposta está de acordo com sua expectativa? 
 
R. : A altura mínima para o skatista fazer o loop não alteras e aumentarmos a massa do skatista. Esta 
resposta está de acordocom minhas expectativas 
 
 
3) Se adicionar o atrito ao nosso experimento, no valor médio, qual será a altura mínima para o skatista 
fazer o loop? 
R. : Ao adicionarmos o atrito no valor médio, altura mínima para o skatista fazer o loop será de 7m 
 
4) Determine a altura mínima que uma pista de skate deve ter para que um skatista, saindo do repouso, 
consiga completar um loop de raio 3 m, desprezando o atrito? 
 
h = R/2 + 2R = 3/ 2 + 2.3 = 7,5 m 
 
 
PRÁTICA 4 – Constante elástica da mola 
 
Experimento 4.1: Determinando a constante elástica de uma mola e da associação de molas em série e em 
paralelo. 
 
 
(área reservada para inclusão das fotos do experimento. Lembre-se, você deve aparecer nas fotos) 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parte experimental 
 
Objetivos 
 Determinar a constante elástica de uma mola 
 Determinar a constante elástica de uma combinação de molas 
 
Material utilizado 
 Duas molas, objetos de massa diferentes, suporte e régua milimetrada. 
Observação: As molas precisam ser de mesmo material e mesmo tamanho.Procedimentos 
O experimento consiste em aplicar várias forças – pesos – a mola vertical e mediar as deformações 
produzidas, ver Fig. 1. 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 
 
 
 
 Suspenda uma das molas e pendure um suporte para os objetos em sua extremidade livre. Escolha 
um ponto de referência no suporte no suporte e leia a posição dele na régua – este será o 
alongamento zero, ou seja, será desprezado o alongamento produzido. 
Mola em repouso = 11cm 
 Obtenha um conjunto de alongamento x, aplicando forças F diferentes à mola, ou seja, colocando 
quantidades diferentes de objetos no suporte. Registre suas observações numa tabela. 
 
Peso aplicado a mola Alongamento 
0 Kg 0 cm 
1 Kg 3 cm 
1,5 Kg 4,5 cm 
2 Kg 6 cm 
 
 Retire todos os pesos que você colocou; certifique-se que a mola voltou à sua posição inicial, ou 
seja, a deformação foi elástica e a mola não sofreu uma deformação permanente. 
 
Peso aplicado a mola Alongamento 
0 Kg 0 cm 
1 Kg 6 cm 
Fig. 1: Deformação da mola por uma força peso P = mg. (a) Sistema com uma única mola, (b) 
sistema com duas molas em série e (c) sistema com duas molas em paralelo. 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
1,5 Kg 09 cm 
2 Kg 12 cm 
 
 Agora pendure a segunda mola em série e repita os mesmos procedimentos com este novo 
arranjo. 
 
Peso aplicado a mola Alongamento 
0 Kg 0 cm 
1 Kg 1 cm 
1,5 Kg 1,7 cm 
2 Kg 2,4 cm 
 
 Associe, a seguir, as duas molas em paralelo, isto é, uma ao lado da outra, e refaça as leituras 
como nas situações anteriores. 
 Faça os gráficos 𝐹 versus 𝑥 para a primeira mola e para cada uma das duas combinações, em 
série e em paralelo. Pode-se observar que existe uma relação linear ente 𝐹 e 𝑥 : 
𝐹 = 𝐴 + 𝐵𝑥 
em que A e B são coeficientes que definem a reta específica para cada situação. 
 
 
 Por meio do processo de regressão linear, determine, para cada uma das montagens, a inclinação 
da reta correspondente e indique a grandeza física a ela relacionada. 
 
 
 Escreva o valor da constante elástica, para cada uma das situações. A partir do modelo físico 
utilizado, o valor da constante A deve ser zero no presente caso. Verifique o valor encontrado e 
explique o resultado. 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 
 Justifique por que, na associação em série, o conjunto ficou “mais macio” do que a mola 
individualmente e, na associação em paralelo, ficou “mais duro”. 
 
 
 
PRÁTICA 5 – Plano inclinado 
 
Experimento 5.1: Determinação do coeficiente de atrito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parte experimental 
 
Objetivo 
 Determinar o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies. 
 Analisar a dependência do coeficiente de atrito estático com a rugosidade, com a área de uma 
superfície e com a com a força normal a ela 
(área reservada para inclusão das fotos do experimento. Lembre-se, você deve aparecer nas fotos) 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
Material utilizado 
 
Uma régua, uma caixa de fósforo, um bloco de madeira, massa de modelar, areia e um transferidor. 
 
Procedimentos 
 Coloque a caixa de fósforo, com o lado sem o fósforo vermelho, sobre a régua. Em seguida, 
incline a régua, até a caixa está na iminência de entrar em movimento. Use a parede e a massa 
de modelar para fixar a régua na posição desejada, ver figura 1. Meça o valor do ângulo de 
inclinação e determine o coeficiente de atrito estático entre a superfície do bloco e a da régua. 
Repita o procedimento várias vezes para obter um valor médio. 
 
 
 
 
 Repita o mesmo procedimento utilizando o lado da caixa de fósforo que contém o fósforo 
vermelho apoiado sobre a régua e determine o valor do coeficiente de atrito estático entre a régua 
e a superfície com o fósforo vermelho. Verifique se os valores obtidos, comparativamente, 
correspondem a sua expectativa. 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD 
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
(Jorge Rabelo Ferreira) 
 
Matrícula 
 
 
(01372624) 
 
 
(Jorge Rabelo Ferreira) Assinatura: 
 
 
Classification: Internal Purpose 
 Em seguida, analise a influência da área de contato sobre a força de atrito. Para isso, determine 
o coeficiente de atrito da régua e cada face de diferente área do bloco. Verifique se o resultado é 
compatível com a teoria desenvolvida em sala de aula. 
 
 
 Agora, analise a dependência do coeficiente de atrito estático com a força normal à superfície. 
Para variar essa força, coloque, gradativamente areia dentro da caixa de fósforo. Verifique se os 
resultados encontrados correspondem as suas expectativas.