Experimento Plano Inclinado

Experimento Plano Inclinado.

Mecânica I, Cleber Costa.

08 de maio de 2015

A aplicação do experimento do plano inclinado tem como objetivo extrair resultados variando o ângulo do plano inclinado de acordo com as necessidades do experimento. Com isso foi possível obter resultados que mostram quando um corpo pode entrar em movimento e a influencia do atrito gerado sobre ele, na qual o coeficiente de atrito é representado pela letra grega µ (mi).

Introdução Teórica

         O plano inclinado é uma superfície plana e obliqua em relação a horizontal. Entende-se por atrito a força que oferece resistência ao movimento relativo entre superfícies em contato, na qual a força de atrito entre superfícies solida são independente da área de contato e diretamente proporcional à componente normal da força de contato entre as superfícies. Para entender e relacionar o atrito ao plano inclinado é necessário o entendimento das três leis de Newton. Sendo elas: A Lei da Inercia (primeira lei de Newton) que consiste na incapacidade de um corpo de alterar o seu próprio movimento; O principio fundamental da dinâmica (segunda lei de Newton) relatando que se existe uma força resultante, o corpo sofrerá a ação de uma aceleração inversamente proporcional a sua massa; e por fim a lei da Ação e Reação (terceira lei de Newton) que diz que todo corpo que exerce uma força sobre outro, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas de sentido contrario.

No experimento “plano inclinado” é possível observar a relação das leis de Newton para determinar a força de atrito sofrida pelo objeto (bloco de madeira)

Materiais Utilizados

• Plano inclinado (com superfície lisa e rugosa).
• Dinamômetro.
• Bloco de madeira (com e sem espuma).

         [pic 2]

Procedimento / Resultados

Inicialmente foi posicionado o plano inclinado em cima da bancada na qual foi colocado o bloco de madeira na vertical com peso de 1N (Newton) sobre o plano inclinado com superfície lisa, logo após elevou-se a parte móvel do suporte até que o bloco iniciasse o movimento e anotou-se o ângulo apontado a partir daquele momento. O experimento foi repetido mais duas vezes, só que uma com o bloco de madeira na horizontal e outra com o bloco de madeira com a parte que continha espuma voltada para baixo, foi realizado os cálculos necessários para encontrar o coeficiente de atrito através da formula |Fat|=µ.|N| (imagem 2), na qual o |Fat| é a força de atrito, o µ é o coeficiente de atrito e o |N| é a força normal, porem como o plano é inclinado Py (força peso contraria a força normal) acaba se tornando |N|, onde a formula para calcular Py é a seguinte: Py = P. cosθ. Para se chegar a esta formula é necessário fazer a representação das forças (imagem 1) de acordo com o plano inclinado com superfície lisa.

                                                             Imagem 1: Representação das forças em superfície lisa

                     [pic 3]

Imagem 2: Cálculos para determinar o coeficiente de atrito do plano inclinado com superfície lisa.

   

[pic 4][pic 5]

Após realizar os cálculos foram coletados os resultados juntamente com os ângulos apresentados no plano inclinado com superfície lisa na qual podem ser vistos na Tabela 1.

                                          Tabela 1: Dados coletados do plano inclinado com superfície lisa.

Superfície	Ângulo	Coeficiente de atrito (µ)
Madeira - Vertical	18°	0,31
Madeira - Horizontal	25°	0,46
Espuma	44°	0,97

O experimento seguiu em frente, mas agora com o plano inclinado com superfície rugosa na qual foi realizado o mesmo procedimento com a superfície lisa. Na imagem 3 esta representado o esquema de forças, logo em seguida na imagem 4 esta representado os cálculos feito com superfície rugosa e por fim na Tabela 2 os dados coletados decorrente destes processos.

                                                  Imagem 3: Esquema de forças na superfície rugosa.