Força de atrito estática máxima

UFLA – Universidade Federal de Lavras

Força de Atrito estática Máxima

Relatório nº 3

Turma 19B e 13A – 19/11/2015

Integrantes do grupo

Camila Marçal Cavalcante 19B

Lauana Faria 13A

Lavras, 2015.

1. OBJETIVOS

        

        Determinação da velocidade de lançamento de projéteis, suas respectivas dispersões e análises dos resultados obtidos.

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Este relatório contém experiências realizadas em laboratório, onde foram coletados dados para determinar o movimento dos projéteis. O experimento visa à análise prática de movimentos parabólicos através do lançamento de projéteis e a medição do seu ponto de queda em relação ao ponto de lançamento.

De acordo com Paul Tipler e Gene Mosca, o movimento parabólico pode ser definido da seguinte maneira: “Após o chute, uma bola segue um determinado caminho curvo no ar. Este tipo de movimento, conhecido como movimento de projéteis, ocorre quando o objeto (o projétil) é lançado no ar e fica livre para se movimentar. O projétil pode ser uma bola, um dardo, água esguichando de uma fonte e outros. Se a resistência do ar é desprezível então dizemos que o projétil está em queda livre. Para objetos em queda livre próximo a superfície da Terra a aceleração é a aceleração da gravidade, apontada para baixo.” (1)

Com a finalidade de dimensionar a velocidade de um corpo em movimento parabólico, é necessário medir a altura e o alcance do seu movimento, para então aplicar a fórmula a seguir:

v = √(g/2).(a/√h)

Onde: v = velocidade do corpo;

g = gravidade;                                                      (1)

a = alcance do corpo;

h = altura do lançamento.

Como a medida da velocidade do corpo é uma grandeza indireta, o seu erro deve ser calculado a partir do erro das outras medidas diretas efetuadas. Neste caso, a margem de erro da velocidade é dada pela seguinte fórmula:

∆v = (√g/2).(∆a/√h)+(√g/2).(a∆h/2√h³)

Onde: ∆v = erro da velocidade do corpo;

g = gravidade;

a = alcance do corpo;                                            (2)

∆a = erro do alcance do corpo;

h = altura do lançamento;

∆h = erro da altura do lançamento;

Para a medida da altura e do alcance do objeto, utilizou-se uma régua milimetrada e uma trena, que possuem uma margem de erro de 0,1cm. Porém, em alguns dos casos não é este o erro atribuído para medidas como essas, visto que erros operacionais ou aleatórios do experimento podem ser maiores de tal forma que o erro do instrumento torna-se desprezível.

Há também uma terceira fórmula, que relaciona a medida da altura com o alcance, que deve ser analisada no estudo de movimento parabólico:

h = ga2/2v2

Onde: h = altura do lançamento;

g = gravidade;                                                       (3)

a = alcance;

v = velocidade da esfera.

1. MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foram utilizados para realizar o experimento os seguintes materiais:

[pic 1]

1. Paralelepípedo de madeira;
2. Paralelepípedo revestido de borracha;
3. Dinamômetro de 2N;
4. Dinamômetro de 5N
5. Balança digital.

                                                                                                   

                                                                                                                             Imagem 1 – materiais utilizados.

1. Colocou-se o bloco de madeira sob uma mesa de MDF, de forma que a face com maior área ficasse em contato com a mesa (Caso 1);
2. Aplicaram-se forças (F), medidas através do dinamômetro de 2N, de forma que o objeto não entrasse em movimento;
3. Mediu-se com o dinamômetro de 2N a força (Fmax) aplicada no exato momento em que o objeto entrou em movimento. Repetiu-se este procedimento 15 vezes;
4. Repetiram-se estes procedimentos utilizando: face menor do bloco de madeira (Caso 2); face maior do bloco revestida de borracha (Caso 3) e dinamômetro de 5N; dois blocos de madeira e face de maior área (Caso 4) com o dinamômetro de 5N;
5. Pesou-se a massa (m) dos paralelepípedos utilizados.

A seguir pode-se visualizar uma imagem explicativa para a montagem do experimento.

[pic 2][pic 3][pic 4]

                                                    Imagem 2 – Montagem do experimento.

1. RESULTADOS

Com os resultados obtidos através das medições do laboratório, pode-se montar a seguinte tabela, para posteriormente efetuar os cálculos.

Tabela 1: Medidas coletadas no laboratório para a força F.

Medidas	F 1 (N) ± 0,02	F 2 (N) ± 0,02	F 3 (N) ± 0,05	F 4 (N) ± 0,05
1	0,20	0,20	1,50	1,70
2	0,60	0,40	1,80	1,90
3	0,80	0,50	1,90	2,00

Onde: F 1 = força de atrito no caso 1; F 2 = força de atrito no caso 2; F 3 = força de atrito no caso 3; F 4 = força de atrito no caso 4.