Dinâmica carrinho de ratoeira

Dinâmica do movimento do carrinho de ratoeira

No carrinho de ratoeira existem várias forças e energias atuantes nela, más as que se destacam são: energia potencial (energia de posição) e energia cinética (energia do movimento) que somadas nos dão energia mecânica. Utilizaremos também a 1ª e 2ª leis de Newton, força de atrito, para poder calcular todas as informações necessárias do carrinho.

Energia Potencial

A energia potencial está relacionada a posições do objeto, é a energia armazenada em um objeto e tem capacidade de transformar em energia cinética. A energia potencial que vamos utilizar é a potencial elástica.

Energia Potencia Elástica

Equação da energia potencial elétrica é:

E= (k*x²) / 2

No projeto a energia potencial está armazenado tudo na eixo quando é aramada. Quando desarmamos a ratoeira, a energia potencial armazenada transforma em energia cinética e o carrinho irá adquirir um movimento.

Primeira lei de Newton

Segundo a 1ª lei de Newton todo o corpo continua no seu estado de repouso ou de movimento uniforme numa linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.

Quando desprendemos a haste a energia elástica se transforma em energia cinética. Estando na energia cinética o carrinho estará em movimento, e continuará até que seja aplicada uma força contra o carrinho em movimento. A principal força contra o movimento é a Força de atrito

Força de atrito

Equação da força de atrito:

Fat = μ*N

A força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um objeto. Ela pode ser estática, se o objeto está em repouso, ou dinâmica, se o objeto está em movimento.

As rodas do carrinho são feitas de CDs e elas em contato com o chão tem pouco atrito, podendo fazer o carrinho derrape na largada e assim desperdiçando a força acumulada na mola da ratoeira. Por essa razão colocamos faixas de borrachas nas rodas para que aumento o atrito da roda com o chão.

Segunda lei de Newton

De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração.

A aceleração do carrinho de ratoeira pode ser determinada a partir da aplicação da Segunda lei de Newton, considerando como forças atuantes a força motriz Fm (força que produz movimento) e a força global de resistência ao movimento Ff.

a = (Fm – Ff) / m

http://www.mundos-fantasticos.com/leis-de-newton/

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/energia2.php

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Cinematica/mc.php

http://www.infoescola.com/fisica/1a-lei-de-newton-lei-da-inercia/

http://www.brasilescola.com/fisica/segunda-lei-newton.htm

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