A Física Experimental

Universidade Federal do Maranhão

Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia

Física Experimental I

Profª Drº Carlos Eduardo Da Hora Santos

 Lançamento Horizontal

Alunos:

Clara da Penha Marte

Leonardo Victor dos Santos Sá Menez

Letícia Cristine Ferreira

27/08/2018

São Luís – MA

2018

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SUMÁRIO

RESUMO        02

1- INTRODUÇÃO        03

2- ABORDAGEM TEÓRICA        04

3- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS        05

4- ANÁLISE DOS RESULTADOS        06

5- CONCLUSÕES        07

6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        08

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RESUMO

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1- INTRODUÇÃO

O lançamento horizontal é um movimento realizado por um objeto que fora arremessado, o ângulo de lançamento é nulo e a velocidade inicial (v0) é constante, apesar do nome, o lançamento horizontal une dois tipos de movimento: de queda livre na vertical e do movimento horizontal.

O movimento de queda livre é um movimento que possui ação da gravidade e aceleração constante. Ele é chamado de movimento uniformemente variado (MUV), por sua, vez, o movimento horizontal realizado pelo objeto é chamado de movimento uniforme (MU) e não possui aceleração.

No movimento horizontal trabalhamos com dois eixos, onde o x é o movimento realizado para a direita e o y o movimento para baixo. Sendo assim, de acordo com o eixo x o movimento é horizontal uniforme com velocidade constante e o eixo y, o movimento é vertical e uniformemente variado com velocidade inicial igual a zero (v=0). Vale lembrar que na queda livre, o corpo está sujeito à aceleração da gravidade.

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2- ABORDAGEM TEÓRICA

O Lançamento Horizontal

Imaginemos uma pequena esfera metálica lançada horizontalmente de uma posição próxima ao nível do solo, de modo que a resistência oferecida pelo ar possa ser desprezada e a aceleração da gravidade considerada constante. Nestas condições, o movimento da esfera pode ser considerado como a composição de um movimento vertical uniformemente variado, sob a ação exclusiva da gravidade e de um movimento uniforme ao longo da horizontal, que a esfera realiza por inércia. Em cada ponto da trajetória (Fig. 1), a velocidade resultante v da esfera, cuja direção é tangente à trajetória, é dada pela soma vetorial da velocidade horizontal v0, que permanece constante, e da velocidade vertical vy, cujo módulo varia, pois a força peso age na direção vertical.

[pic 1]

Fig. 1

As coordenadas x e y de um ponto da trajetória, considerando-se o sistema de referência da Fig. 1, são dadas pelo seguinte par de equações, sendo ainda x0=0 e y0=0:

x = vo.t (1)

y = (g/2).t2) (2)

Essas são as equações paramétricas da trajetória; elas nos permitem determinar a posição da esfera durante o vôo em qualquer instante. Na realidade, são também as equações paramétricas de uma parábola. De fato, eliminando-se o parâmetro t nas expressões anteriores, resulta:

x2 = (2v02/g).y (3)

que é a equação de uma parábola, na sua forma mais conhecida. A esfera, portanto, descreve, em relação ao solo, uma trajetória parabólica.

Fazendo x = R e y = h na equação 3, podemos escrevê-la assim:

R = (2/g)1/2. h1/2. v0 (4)

Nessa expressão, R é a variável dependente, enquanto h e v0 são as variáveis independentes, uma vez que são selecionadas de acordo com a conveniência do experimentador. O alcance R pode ser testado ou explorado de diversas formas, se todas as variáveis puderem ser medidas. Por exemplo:

Fixando a altura h e medindo o alcance R para diferentes velocidades (v0) de lançamento, pode-se mostrar que, de fato, existe uma relação de proporcionalidade entre R e v0, como previsto. [Neste caso, a eq. 4 se reduz a R = (constante).v0.] Para isto, basta fazer o gráfico de R versus v0.

A partir da inclinação da reta no gráfico R versus v0, pode determinar a aceleração da gravidade.

Fixando v0 e medindo R para diferentes h, pode-se mostrar que, de fato, R é proporcional a h1/2, como previsto. [Neste caso, a eq. 4 se reduz a R = (constante) . h1/2]

Finalmente, substituindo v0, h e g na eq. 4 por valores conhecidos, pode comparar o alcance R medido com o esperado.

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3- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Materiais Utilizados

• Superfície lisa da bancada
• Lançador Horizontal
• Esfera
• Trena
• Papel Carbono
• Papel A4 comum
• Giz
• Cronômetro

Procedimentos

• Medir a altura do ponto de saída(bancada) e o solo.
• Marcar o ponto de origem com o giz no solo.
• Fazer 4 lançamentos com a esfera no 1º, 2º e 3º nível do lançador.
• Cronometrar o tempo entre o lançamento e o ponto de toque do solo.
• Medir o alcance da esfera em cada lançamento.
• Determinar a velocidade de lançamento da esfera em cada nível.

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3- ANÁLISE DOS RESULTADOS

[pic 2]

Fig. 2

Durante a prática medimos a altura da bancada (90 cm) em que seriam realizados quatro lançamentos da bolinha, para assim medirmos a distância em que a mesma cairia e calcularmos as velocidades dos lançamentos, como mostram as tabelas a seguir: