A Física Experimental

Universidade de Brasília Instituto de Física

Física Experimental 1; Turma

Experimento 2:

Relação entre Trabalho e Energia Cinética

Data: 10 de Abril de 2021

Professora: Alessandra Ferreira Albernaz

Grupo: 3

Alunos do grupo:

• Gabriel Rodrigues Afonso Silva - 190120134
• Thiago Freitas Vieira Caixeta - 200028120
• Vitor Sócrates Souza - 200030361

Objetivos:

A finalidade deste experimento é verificar se a variação da energia cinética no sistema é igual ao trabalho realizado por uma força externa.

Introdução teórica:

O experimento busca comparar o trabalho, calculado utilizando o deslocamento e a força peso, com o teorema do trabalho pela energia cinética, que afirma que o trabalho realizado pela força resultante é determinado pela variação de energia cinética do sistema. Esse teorema do trabalho pela energia cinética pode ser demonstrado pelo trabalho de uma força constante sobre o corpo, pois de acordo com a segunda lei de Newton a força resultante é igual à massa vezes aceleração, assim o trabalho realizado por essa força seria a massa vezes a aceleração vezes a variação do deslocamento.

Contudo, devido a força constante a aceleração nesse caso também é constando, sendo

assim um MRUV, podendo se aplicar a equação de Torricelli (        ) , assim temos que a variação da velocidade ao quadrado sobre dois é igual a aceleração vezes a variação do deslocamento, portanto ao multiplicar a massa em ambos os lados temos que a variação de energia cinética é igual ao trabalho exercido pela força resultante. Para esse experimento se utiliza os dados coletados sobre os sistemas de carrinhos para verificar se esse teorema se aplica ao experimento feito.[pic 1]

Material utilizado:

01 trilho de 120cm conectado a uma unidade de fluxo de ar; 01 cronômetro digital multifunções com fonte DC 12V;

01 sensor fotoelétrico com suporte fixador; 01 eletroimã com bornes e haste;

01 fixador de eletroímã com manípulo; 01 chave liga-desliga;

01 Y de final de curso com roldana raiada; 01 suporte para massas;

01 massa de ~10g com furo central de diâmetro 2,5mm; 01 massa de ~20g com furo central de diâmetro 2,5mm; 01 pino para carrinho com fixador para eletroímã;

01 carrinho para trilho cor preta;

01 pino para carrinho para interrupção de sensor; 01 pino para carrinho com gancho;

Cabos de ligação e cabos de força; 01 balança digital;

01 micrômetro.

Procedimentos e Dados Experimentais

Tabela 1- Massas utilizadas

Erro instrumental =

Massa do carrinho =

Massa do suporte =

Massa adicional =

Tabela 2- Diâmetro do pino  

ΔL =

                                                Tabela 3 – Posição inicial

S0 =

Tabela 4 – Medidas do tempo de deslocamento (t) e do intervalo de tempo (Δt) para diferentes valores de deslocamento.

S (cm)	ΔS (cm)	T1	T2	T3	T4	T5
Δt1	Δt2	Δt3	Δt4	Δt5
	10	ti
Δti
	20	ti
Δti
	30	ti
Δti
	40	ti
Δti
	50	ti
Δti
	60	ti
Δti
	70	ti
Δti
	80	ti
Δti

Erro na medida da posição =

Erro na medida do deslocamento =

Erro instrumental na medida do tempo =

Análise de dados

1. Massas utilizadas

Massa total suspensa =

Massa do conjunto (carrinho + suspensa) =

As massas foram calculadas por meio da soma das massas medidas na balança, acompanhadas de seus erros experimentais após a aplicação do método devido da propagação de erro.

Tabela 2 – Velocidade instantânea (V) no final de cada deslocamento (ΔS)

[pic 2]

Os dados dessa tabela foram calculados e obtidos na primeira parte desse experimento, nesta tabela apenas transformamos os valores para o Sistema Internacional de Unidades.

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