Dinâmica de Forças
Por: Iasmin Maquiné • 12/5/2016 • Trabalho acadêmico • 1.768 Palavras (8 Páginas) • 263 Visualizações
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS
ESCOLA SUPERIOR DE TÉCNOLOGIA - EST
BACHARELADO EM QUÍMICA
DINÂMICA DE FORÇAS
ALUNOS: RAYSSA CHRISPIM DE SOUZA
VIVIANE GRANA MARTINS
WENDELL ROBERT DA S. COSTA
PROFESSOR(A): JOSÉ LUIZ NUNES MELO
MANAUS - AM
2015
Objetivos
- Identificar a influência da massa e sem ela na aceleração dos corpos;
- Comparar as acelerações conseguidas de maneira experimental na prática com o que se é demonstrado teoricamente;
- Utilizar de forma correta o aparelho para descobrir a dinâmica nas forças.
Parte Teórica
A cinemática é a parte da Física que estuda os movimentos, determinando a posição, velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante, sem analisar as causas destes movimentos, já a dinâmica é o estudo dos movimentos considerando suas causas, (Young & Freedman, 2004).
Os principais movimentos estudados pela cinemática serão o Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U) e o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V).
O Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U) ocorre quando um corpo se desloca com velocidade constante, logo não se nota a variação de velocidade e nem de direção. Neste caso a velocidade instantânea será igual à velocidade média, uma vez que não há variação de velocidade durante o percurso, sendo expressa pela seguinte equação, (Nussenzveig, 2002):
A partir da velocidade média pode-se encontrar o deslocamento do corpo:
[pic 3][pic 1][pic 2]
Sabendo que , conclui-se que:[pic 4]
[pic 5]
Onde S é o deslocamento final, é o deslocamento inicial, v é a velocidade e Δt é a variação de temperatura.[pic 6]
O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V), também chamado de movimento acelerado, ocorre quando há variação de velocidade no movimento, ou seja o corpo sofre aceleração à medida que o tempo passa, (Resnick, 2008).
A aceleração é a taxa de variação de velocidade numa unidade de tempo, assim como foi feito para a velocidade, pode-se definir uma aceleração média, relacionando a Δv e a Δt. Como demonstrado a seguir, (Freedman, 2003):
[pic 9][pic 7][pic 8]
Sabendo que:
[pic 12][pic 10][pic 11]
Para demonstrar o deslocamento do corpo através da equação da velocidade, tem-se que, (Nussenzveig,2002):
[pic 13]
Substituindo o v pela equação encontrada anteriormente e organizando, tem-se:
[pic 14]
Como nesta experiência serão obtidas várias medidas é necessário obter a média desses valores. Segundo Giesbrecht (1979), a média é obtida através da seguinte equação:
[pic 15]
Onde é o valor médio, é a soma de todas as medidas e n é o numero de medidas realizado.[pic 16][pic 17]
Para saber o quão preciso foram as medidas é necessário calcular o desvio padrão, de acordo com Giesbrecht (1979), o desvio padrão é um parâmetro estatístico que fornece a dispersão dos números ao redor da média, é demonstrado através da seguinte equação:
[pic 18]
Então para encontrar o desvio padrão (S), é preciso calcular a raiz da soma de cada medida elevada ao quadrado menos a soma de todas as medidas, elevando-se o resultado dessa soma ao quadrado ( dividido pelo número de medidas (n), e tudo isso divido pelo número de medidas menos um (n-1).[pic 19][pic 20]
Parte Experimental
No dia em questão ocorreu uma experiência no laboratório de física relacionado ao assunto de dinâmica de forças, onde os alunos puderam facilmente ser direcionados pelo professor José Luiz. Inicialmente, sobre a mesa havia os materiais necessários para o procedimento experimental, onde se precisou de um cronômetro com sensores, trilho de ar, carro de 213,70 ± 0, 05g, Peso fixo de 21,60 ± 0,05g e 4 pesos de 499 g ± 0,05g
Inicialmente ligou-se o aparelho chamado de trilho de ar com o objetivo de eliminar o atrito entre o carro e o trilho. Em seguida ajustou-se o cronômetro para ficar pronto para que o momento em que o carro passasse pelos sensores pudesse marcar o tempo correto da passagem. Com isso determinou-se sua posição inicial e a distância entre os sensores no aparelho.
Com tudo preparado para se iniciar a experiência levou-se o carro até o início do trilho e o soltou, assim o peso que estava preso a uma corda ligada ao carro o puxa e ele passa pelos sensores ao longo do aparelho, o primeiro aciona cronômetro e o segundo faz com que ele pare. Quando o cronômetro parou, anotou-se a medida e iniciou novamente o cronômetro, repetindo todo o processo por 10 vezes.
Terminado a primeira parte da experiência, adicionou – se no carrinho 4 discos de massa tornado mais pesado o carro. Com este carro contendo os 4 discos de massas foi feito o mesmo processo descrito anteriormente, repetindo as 10 vezes e anotando todos os tempos. Após realizar todas as anotações deu-se continuidade aos resultados obtendo a aceleração teórica e experimental, fazendo a comparação entre elas.
As variações das medidas foram obtidas no cronômetro ligado aos dois sensores presos ao trilho de ar. A média e o desvio padrão foram calculados a partir das equações apresentadas na parte teórica, e o erro foi estipulado a partir das observações feitas ao longo da prática. A tabela com os resultados obtidos na prática serão demonstrados a seguir.
Tabela 1: Valores da variação de tempo do carrinho sem os pesos.
Medidas | Variação de Tempo (∆t) | Erro | Média | Desvio Padrão |
1 | 0, 19940 s | ± 1 mm | 0, 18505 s | 0, 00785 |
2 | 0, 17675 s | ± 1 mm | ||
3 | 0, 18475 s | ± 1 mm | ||
4 | 0, 17925 s | ± 1 mm | ||
5 | 0, 18675 s | ± 1 mm | ||
6 | 0, 18130 s | ± 1 mm | ||
7 | 0, 18495 s | ± 1 mm | ||
8 | 0, 18135 s | ± 1 mm | ||
9 | 0, 18250 s | ± 1 mm | ||
10 | 0, 19350 s | ± 1 mm |
Com a tabela 1 já concluída, fazendo parte da primeira parte da experiência sem os pesos, a seguir serão demonstrados os dados da segunda tabela, onde foram adicionados os discos de peso ao carro. A tabela será mostrada na página seguinte, já que os espaço não ajuda para que a mesma saia perfeita.
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