ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EaD
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL
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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?
Durante o experimento percebeu-se que para realizar deslocamento da caixa de 50kg é necessária uma força de 126N, quando rompemos a força do atrito estático a mesma ira se transformar em atrito cinético sendo que essa força permanecera em 94N, pois ao colocamos o objeto em movimento a força exercida sobre o mesmo será uma força menor que a inicial. Obedecendo assim a primeira lei de Newton que diz que todo corpo continua em seu estado de 
repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele. 
 
A força de atrito estática é de 126N 
A força de atrito cinética é de 94N 
2) Quais são os coeficientes de atrito estático e cinético da caixa de 50 kg com a superfície?
R= Foram encontrados durante o experimento os valores dos coeficientes de atrito estáticos e cinéticos baseando-se se nas formulas das forças de atrito. 
Coeficientes de atrito estático = 0,25 
Coeficientes de atrito cinético = 0,19 
Dados e valores: 
Fates=µes xN
µes=Fates/N
µes=126N/50kg x 10m/s²
µes=0,252
Fatc=µc x N
µd=Fatc/N
µd =94N/50kg x 10m/s² 
µd=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.
Percebi durante o experimento que a caixa em questão levara o tempo de 0,85s e ira se deslocar 34m até que a mesma pare totalmente.
Dados e valores:
 
ΔT = ΔS / Vm 
ΔT = 34 / 40 
ΔT = 0,85s 
Δ= V² / 250 x µ 
Δ = 40 / 250 x 0,188 
Δ = 34m 
4) Construa o gráfico da força de atrito em função da força aplicada.
Ao analisar o gráfico podemos perceber que quando a força de atrito estática e de 126N é a mesma e rompida e a caixa inicia seu movimento, e a força de atrito ira diminuir para 94N e se a força aplicada continuar sendo 126N a mesma ira aumentar sua velocidade, pois a partir do momento em que a caixa começa seu movimento o coeficiente de atrito permanecera o mesmo não mais sendo alterado se a superfície continuar sendo a mesma. 
 Fat= Força de atrito Fap= Força aplicada
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?
A força de atrito estática será de 226N.
2) Qual é a nova força de atrito cinético?
A Força de atrito cinética será de 169N.
3) Quais os valores dos coeficientes de atrito estáticos e cinéticos da caixa nessa nova situação?
 Coeficientes de atrito estático = 0,251 
 Coeficientes de atrito cinético 0,187 
Dados e formulas:
 
Coeficientes de atrito cinético: 
Fatc=µd x N 
µd=Fatc/N 
µd=169N/90kg x 10m/s² 
µd=0,187 
 
Coeficientes de atrito estático:
Fates=µes x N 
µes=Fates/N 
µes=226N/90kg x 10m/s²
µes=0,251
04) Os resultados encontrados nos itens a, b e c estavam de acordo com suas expectativas? Justifique sua resposta.
Sim estavam de acordo com a minha expectativa, pois aprendi que os coeficientes de atrito dependem diretamente da rugosidade da superfície e do tipo de material a ser utilizado. 
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? 
O tempo de queda e idêntico em ambos os casos, também não estava dentro da minha expectativa achei que poderia ser o dobro devido a relação de proporcionalidade.
2) O alcance horizontal de um é o dobro do outro? Como você explica esse resultado?
Sim o alcance horizontal será duas vezes maior “dobro” isso acontece devido a distancia que é proporcional à velocidade.
3) Qual será o alcance do projetil se a velocidade de 40 m/s?
 Observei que o projetil alcançará 47,6m.
4) Qual deve ser a velocidade de lançamento para que o alcance horizontal da bola seja de 30 m?
A velocidade de lançamento será respectivamente de 25,2m/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?
O ângulo de maior alcance no lançamento do projetil será de 45°, pesquisando de o porquê disso acontecer, no site https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/lancamento-obliquo.htm diz que o máximo valor de seno é 1 e corresponde ao ângulo de 90°. Sendo assim, quando o ângulo de lançamento é 45°, o valor do seno contabilizado é o seno de 90° 
(sen2.45º = sen90º = 1), e o alcance é o máximo possível.
 
2) Alterando a massa da bola o alcance horizontal da bola é alterado? Como você explica esse resultado?
Não foi percebida essa alteração, sendo que a massa do corpo não tem relação direta com a formula para calculo nesse tipo de lançamento sendo que a aceleração da gravidade opõe-se à velocidade de lançamento do projétil.
3) Qual é o alcance horizontal máximo da bola se a velocidade de lançamento for de 18 m/s?
 Esse alcance máximo será de 33,030m a uma velocidade constante de 18m/s..
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? 
Levando em consideração a resistência do ar o alcance passa a ser 32,67m. 
Ajustando os dados no simulador com o diâmetro dez vezes maior, o alcance passou a ser de 16,91m.
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:
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?
Com os experimento identificou-se que a altura mínima será de 4m.
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?
A altura mínima para o skatista fazer o loop não altera se aumentarmos a massa do skatista. 
Sim esta de acordo com o esperado, pois o resultado não será alterado devido a 1° lei de Newton da conservação de energia, sendo que a sua energia cinética será máxima nesse momento..
3) Se adicionar o atrito ao nosso experimento, no valor médio, qual será a altura mínima para o skatista fazer o loop?
Com o experimento identificou-se que a altura mínima será de 6m.
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? 
Se desprezarmos o atrito conforme o solicitado na questão a altura mínima passara a ser de 6m.
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. 
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.
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.
· 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.
· 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.
· 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.
· Agora pendure a segunda mola em série e repita os mesmos procedimentos com este novo arranjo.
· 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 versus 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 e :
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.
· 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”. 
RESPOSTAS
Gráfico da experiência realizada com apenas uma mola:
Gráfico da experiência realizada duas molas em serie: 
Gráfico da experiência realizada duas molas em paralelo:
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.
A constante elástica encontrada no primeiro caso foi de 250,49 N/m 
A constante elástica encontrada no segundo caso foi de 118,72 N/m 
A constante elástica encontrada no terceiro caso foi de 603,96 N/m 
Como podemos observar no primeiro caso utilizando somente uma mola o valor foi de 250,49 N/m tomando como base esse primeiro teste podemos observar que no segundo caso já com duas molas em serie as forças aplicadas foram dissipadas pelo maior numero de expiras existentes, no último caso que foi realizar a associação em paralelo pude observar que a resistência a tração aumentou bastante chegando a ser o dobo de quando utilizamos como referencia somente uma mola. Desse modo podemos fazer uma analogia com a ligação de baterias se ligarmos em serie temos uma tensão nominal maior, agora se realizamos a ligação em paralelo temos um potencial de fornecer o dobro de corrente. O gráfico abaixo nos da uma noção de como as molas se comportam em cada um dos estados
· 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”.
Foi observado que na associação em série as duas molas atuam como se fossem uma única ficando essa associação mais maleável sendo mais fácil de estica-la, o coeficiente neste caso passa a ser dividido por 2 ou seja k=k/2, o alongamento de uma única mola será igual à soma dos alongamentos de cada uma das molas. Quanto à associação em paralelo temos a força peso somada nas duas molas de modo que o alongamento seja o mesmo Na associação em paralelo, quando a massa está em equilíbrio, a força Peso é igual à soma das forças nas duas molas, de modo que o alongamento seja o mesmo, sendo seu coeficiente elástico multiplicado por dois, deixando o conjunto bem mais resistente com mais força. Isso e bem retratado no gráfico abaixo que nos exemplificada que a força necessária na associação em paralelo tem que ser bem maior do que com a associação em serie.
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
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. 
De acordo com os experimentos realizados encontrei valores do coeficiente estático com base em pesquisa do livro de físico volume único do Geraldo Fulgêncio que diz que o coeficiente de atrito estático pode ser encontrado através da tang. dos ângulos. 
Dados encontrados no experimento:
Valor médio do Ângulo 34 
tang. de 34= 0.674 
Valor médio encontrado do coeficiente de atrito estático= 0.674
· 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.
Grau de 23 
Dados encontrados no experimento. 
Valor médio do Ângulo. 23 
Tang. de 23= 0.424 
Valor médio encontrado do coeficiente de atrito estático= 0.424
Não correspondeu as minhas expectativas, pois imaginava que o coeficiente de atrito para este caso fosse maior, pois a área em contato” fósforo vermelho” tem rugosidade bem maior, no entanto pesquisando um pouco sobre o assunto no próprio livro de estudos podemos observar que a área de conato sem “fósforo vermelho” tem que ser levada em consideração nestes casos.
· 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.
Sim, e compatível com as teorias aprendidas em sala de aula. Pois como podemos observar nos dados que encontrei e que quanto maior a área de contato “superfície” maior será o coeficiente de atrito e maior terá de ser o ângulo necessário para que o material com as mesmas propriedades físicas “rugosidade” comece a se movimentar. 
 
Dados encontrados. 
 
Face A= 35x27 ângulo encontrado 23°- coeficiente de atrito tag 23=0.424 
 
Face B=35x10 ângulo encontrado 21° -coeficiente de atrito tag 21=0.386 
 
Face C=10x27 ângulo encontrado 18° -coeficiente de atrito tag 18=0.324 
 
· 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. 
Bom no inicio acreditei que a caixa de fosforo com massa superior, adicionando a areia a mesma iria descer com um ângulo menor mais no experimento que fiz, a mesma desceu com praticamente o mesmo ângulo do inicio do experimento de 34º. 
Podemos considerar como verdadeira a afirmação de que a massa não terá tanta influência na descida da caixa de fosforo, sendo que o que realmente temos que levar em consideração e o aprendizado no simulador com o skatista, que o que realmente ira importar nesse caso e a altura e a força de atrito.
	
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