RELATÓRIO PRÁTICO - RELAÇÃO ENTRE MASSA E ACELERAÇÃO

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RELATÓRIO PRÁTICO: 
RELAÇÃO ENTRE MASSA E ACELERAÇÃO 
 
RESUMO 
A dinâmica é o ramo da física constituído por leis que estuda as relações entre movimento e força. Quando 
uma partícula recebe uma certa aceleração, pode ser determinado que nessa partícula está sendo aplicado 
uma força, no qual é estabelecido sua grandeza a partir do cálculo definido na segunda lei de Newton, 
produto da massa da partícula pela sua aceleração. No relatório em questão, examinou-se a relação da força 
aceleradora obtido com a aceleração gravitacional e outras forças alcançadas com o experimento, nas quais 
apresentaram diferenças quase imperceptíveis. Para o desenvolvimento do experimento, que tem como 
objetivo comprovar que apesar das mudanças de carga e aceleração a força obtida é próxima da força 
aceleradora, foi alterada o valor das massas nas suas etapas e coletados os intervalos de tempo, com isso 
foi possível obter as forças resultantes nos trechos percorridos pelo carrinho. Com o experimento foi 
comprovado que dentro da tolerância de erro de 5% o produto da massa pela aceleração é igual a força 
resultante que age sobre o corpo. 
 
INTRODUÇÃO 
 A dinâmica é a parte da física que estuda as leis que regem o movimento, estabelecendo 
relações entre este e as forças que o provocam e o modificam. A primeira publicação referente a 
essa teoria foi feita por Newton, baseada em estudos de Galileu Galilei e Kepler, na qual foram 
estabelecidas as relações entre a massa do corpo e o seu movimento (UNIVERSIDADE DO 
MINHO, 2008; ANJOS, 2017). 
 Quando se exerce uma força em um determinado objeto ele adquire aceleração, sendo 
assim, a aceleração é diretamente proporcional à força resultante. Entretanto, a aceleração 
depende também da massa do corpo. Se aplicarmos uma mesma força a dois corpos de massas 
diferentes a magnitude da aceleração será tanto maior quanto menor for a massa, sendo neste 
caso, inversamente proporcionais. Essas observações foram feitas por Newton e resumidas em 
uma única sentença, o Princípio Fundamental da Dinâmica ou a Segunda Lei de Newton: “a força 
resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração” 
(HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2008). 
 A força é uma grandeza vetorial, a direção e o sentido em que são aplicados produzem 
efeitos diferentes sobre o objeto. Já a massa representa a quantidade de matéria que constitui o 
 
LABORATÓRIO 
DE 
FÍSICA Valderisso Alfredo 
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corpo, sendo também a medida da inércia ou lerdeza que um objeto apresenta em resposta a 
qualquer esforço feito para movê-lo, pará-lo ou alterar seu estado de movimento. Dessa forma, a 
força e a massa combinados produzem a aceleração, que representa a taxa de variação do 
movimento. 
 Matematicamente, a definição de força pode ser expressa na forma (HALLIDAY; 
RESNICK; WALKER, 2008): 
�⃑�res = m*�⃑� 
 Logo, se a massa do corpo for constante, a força resultante e a aceleração serão 
proporcionais. Se a força resultante for nula (�⃑�res=0), o corpo estará em repouso ou em 
movimento retilíneo uniforme. 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
Materiais utilizados na realização do experimento: 
● Chave liga-desliga; 
● Cabos de ligação; 
● Cronômetro; 
● Sensores fotoelétricos (S1, S2, S3 e S4); 
● Compressor de ar e mangueira; 
● Trilhos de ar; 
● Carrinho; 
● Régua; 
● Fita métrica; 
● Eletroíma; 
● Porta-pesos; 
● Massas de 20g, 50g e 10g. 
 Procedimento: 
 Primeiramente, instalou-se a chave liga-desliga (START) no cronômetro com um cabo 
de ligação apropriado. Em seguida, foi conectado os quatros sensores fotoelétricos no cronômetro, 
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cada um plugado de acordo com sua a ordem (S1, S2, S3, S4) e distância, o primeiro posicionado 
em 0,043 m na fita métrica e outros distantes entre si 0,025 m. 
 Colocado no porta-peso duas massas de 20g e um barbante preso a ele com distância 
suficiente para que o mesmo não encoste no chão. Após, com uma balança foi medido a massa 
do carrinho e conectou-se o compressor para diminuir o atrito nos trilhos. 
 Posteriormente, foi ligado o eletroímã à tensão variável deixando em encadeamento com 
a chave liga-desliga. Após, fixou-se o carrinho no eletroímã e fez-se ajustes com a tensão de modo 
que o mesmo não ficasse totalmente fixo. Logo, foi ativado o cronômetro e zerado, selecionamos 
a função F2, desligou-se a chave liga-desliga com cuidado e rapidez para que quando o eletroímã 
liberar o carrinho não ocorra nenhum problema, que modifique seu deslocamento, em seguida 
foram anotados os valores obtidos de intervalo de tempo de acordo com a medição do cronômetro 
em uma tabela abaixo. 
 A primeira avaliação foi feita com o carrinho com massa total de 0,266 kg. Em seguida, 
foi realizado quatro vezes esse processo, cada ensaio acrescentado 40g no carrinho e coletado os 
valores de intervalos de tempo indicados no cronômetro, para posteriormente calcular a 
aceleração. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 No experimento foram realizadas cinco repetições, variando entre elas apenas a massa do 
carrinho. Nas tabelas que seguem abaixo estão presentes os dados e os resultados para cada uma 
das repetições. 
 
Tabela 1: Primeira repetição com massa igual a 0,266 kg. 
∆X (m) M (kg) FR (N) t (s) a (m/s2) M.a(N) 
0,18 
 
0,266 
 
0,490 
0,446 1,810 0,481 
0,36 0,619 1,879 0,500 
0,54 0,762 1,860 0,495 
0,72 0,882 1,851 0,492 
Média 1,850 
 
 
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Tabela 2: Segunda repetição com massa igual a 0,306 kg. 
∆X (m) M (kg) FR (N) t (s) a (m/s2) M.a(N) 
0,18 
 
0,306 
 
 
0,490 
0,479 1,569 0,408 
0,36 0,665 1,628 0,498 
0,54 0,817 1,618 0,495 
0,72 0,945 1,612 0,493 
Média 1,607 
 
Tabela 3: Terceira repetição com massa igual a 0,346 kg. 
∆X (m) M (kg) FR (N) t (s) a (m/s2) M.a(N) 
0,18 
 
0,346 
 
 
0,490 
0,507 1,400 0,484 
0,36 0,704 1,453 0,503 
0,54 0,865 1,443 0,499 
0,72 1,001 1,437 0,497 
Média 1,433 
 
Tabela 4: Quarta repetição com massa igual a 0,346 kg. 
∆X (m) M (kg) FR (N) t (s) a (m/s2) M.a(N) 
0,18 
 
0,386 
 
 
0,490 
0,537 1,248 0,482 
0,36 0,745 1,297 0,501 
0,54 0,914 1,293 0,499 
0,72 1,057 1,289 0,498 
Média 1,284 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 5: Quinta repetição com massa igual a 0,426 kg. 
∆X (m) M (kg) FR (N) t (s) a (m/s2) M.a(N) 
0,18 
 
0,426 
 
 
0,490 
0,557 1,160 0,494 
0,36 0,776 1,196 0,509 
0,54 0,954 1,187 0,506 
0,72 1,104 1,181 0,503 
Média 1,181 
 
Com os dados de todas as tabelas anteriores foi possível montar uma tabela geral para o 
experimento. 
 
 Tabela 6: Resultados do experimento. 
N M (kg) FR (N) a (m/s2) M.a(N) 
01 0,266 
 
0,490 
1,850 0,492 
02 0,306 1,607 0,492 
03 0,346 1,433 0,496 
04 0,386 1,284 0,496 
05 0,426 1,181 0,503 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019). 
 
Com os dados da tabela acima foi realizado o cálculo de erro utilizando a Equação (1) 
abaixo: 
𝐸 =
|M.a−FR|
FR
*100 
 
 
 
 
 
 
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Obteve-se os seguintes resultados para o cálculo dos erros: 
 Tabela 7: Erro para cada uma das repetições do experimento. 
N Erro (%) 
01 0,408% 
02 0,408% 
03 1,224% 
04 1,224% 
05 2,653% 
 Fonte: Elaborado pelos autores (2019). 
 
 Como pode ser analisado na Tabela 7, todos os valores de erro deram inferior a 5%. 
Sendo assim, considerando uma tolerância admitida de erro de 5%, pode-se afirmar que a força 
resultante é igual ao produto da massa pela aceleração. 
Para a construção do gráfico, relacionando a massa do carrinho à aceleração, foi calculada 
inicialmente a escala (dividindo o comprimento útil pelo valor máximo do eixo). Obteve-se os 
seguintes valores: 
Escala: Eixo X= 58,68 cm 
 Eixo Y= 8,11 cm 
Tabela 8 – Dados de construção do gráfico 
Eixo X Eixo Y 
m (kg) Posição no eixo (cm) a (m/s2) Posição no eixo (cm) 
0,266 15,61 1,850 15,00 
0,306 17,96 1,607 13,030,346 20,30 1,433 11,62 
0,386 22,65 1,284 10,41 
0,426 25,00 1,181 9,58 
Fonte: Elaborado pelos autores (2019). 
 
 
 
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CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Após a observação dos resultados obtidos e considerando a tolerância de 5%, fica 
evidente então que a força resultante que atua sobre o carrinho é igual ao produto da massa pela 
aceleração, confirmando a Segunda Lei de Newton e obtendo assim, a relação entre as grandezas: 
força resultante, massa e aceleração. 
 
REFERÊNCIAS 
ANJOS, Talita Alves. "Dinâmica". Brasil Escola. Disponível em 
<https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dinamica.htm>. Acesso em: 21 Abr. 2019. 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física. 8. ed., vol. 1, Rio de 
Janeiro, RJ: LTC, 2008. 
UNIVERSIDADE DO MINHO. Dinâmica da Partícula e do Sólido – Força, Massa e 
Aceleração. 2008. Disponível em: 
<https://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/16963/1/Din%C3%A2mica%20d
a%20part%C3%ADcula%20e%20do%20s%C3%B3lido.pdf>. Acesso em: 21 Abr. 
2019.