O Canhão de Mola
Por: tfacloud • 26/10/2020 • Trabalho acadêmico • 2.164 Palavras (9 Páginas) • 163 Visualizações
materiais e métodos
VOVIMEMTO PE Uu PROJETIL - MOVO EQUIPAMENTO PARA LABORATÕRIO DE ENSINO
K. R. Juna¿tZ4, A, Tannoas, S . fl. Anauda, E. R. M.[pic 1]
Uni venaidadc EstaduaZ de Londk.¿na
J . Scanmzn.¿o
Un¿veuidade FedenaZ do EspZhito SanZo
1 MTROVUÇÃO
0 equipamento aqui descr i to ê usado nos l aboratór i os de Ensi no do Departamento de F f si ca da UE L , para os alunos dos cursos de Fi s i ca, Química, Matemática e Engenharia na d i sci pl ina de F { si ca Geral e Experimental l.
O equ ipamento consi ste de um canhão de mola para lançar esfe ras de aço, um anteparo e um cronÔmetro d ig i tal com precisão de O . OI segundo.[pic 2]
0 número de informaçÕes obt idas permi tem a compreensão do as sunto "Hovimento em duas dimensões" descr i to pelo l ivro do Hal l i dayResni ckCl)
A idéia surgiu a parti r do art i go de D. H. Baldwin no qual (2) introduzimos uma séri e de modificaçÕes .
Para testarmos o equiparnento separamos a leator i amente um gru PO de alunos do pr per Todo de engenhar ia, ao qual apresentamos a experiência antes do tratamento teór i co.
Observamos um rendimento signi ficativamente maior na turma em que o equ ipamento foi uti l izado.
DESCRIÇÃO 00 EQUIPAMENTO
Na f i g . 1 , pode—se observar o esquema do equipamento, que per mi te dar uma i dói a mai s Objet iva do equipamento. As funções e o ma— teri a I u t i l izado em cada parte estao relacionados a segu i r :
Canhão de Consiste de um tubo de pavi f lex contendo um êmbolo com mola , para o lançamento de esferas de aço, e o conjunto preso a um suporte que permite dar a i ncl inação desej ada (f i g . 2) Na extremi dade f i nal do tubo prendem—se doi s f i os de aço para 0 contacto
el é tr i co do cronómetro.
Antepano aZvo: Consi ste de uma táboa presa vert icalmente num suporte. O mecani smo de contacto el é tr ico é efetuado atravÕs de uma f i na has— te de aço que, com a perturbação provocada pelo choque da esfera , fe cha o ci rcu i to do cronômetro ( f i g . 3) . A posi ção que a esfera bate [pic 3]marcada através de papel carbono.
ChonÔmethO digital: E um cronómetro construÍdo pel a Radionave I ndustr i al E letrôn i ca S . A. Modelo (9/100) , com uma pequena mod i ficação, que cons i ste dc doi s p lugs t i po macho —fêmea que I i garn e desl igam o cronômetro, fechando o c i rcu i to. O cronómetro d i g i ta l permi te reg i s trar 0 tempo com uma preci são de 0. 01 segundo.
UTILIZAÇÃO VO EQUIPAMENTO
O equ ipamento não necess i ta ser cal i brado e para se determi— nar aproximadamente a al tu ra e o alcance da traje tóri o , faz-se p r i— me i ro o lançamento da esfera. Em segu ida, d i vide—se o comprimento do alcance em aproximadamente dez posi ções equ idi stantes e coloca—se o alvo em cada uma delas. Para cada lançamento, consegue—se medir 0 a l cance em x a a I tura Y e o tempo t que o projét i l leva para per correr desde a boca do canhão até o alvo. De posse desses dados po— de—se construi r os gráficos de x x (t) [pic 4] Y Os gráfi cos obt idos podem ser observados na f i g .[pic 5]
A fim de mel horar a preci são dos dados f izemos cinco med idas para cada lançamento e ti ramos as respectivas méd ias.
TEORIA E RESULTAPOS
tór i a , tr i to, onde : | submet ido apenas a força gravi tacional e desprezando—se o a— descreverá uma parábol a, cuja equação é dada por: 2 y + tg *( l )[pic 6][pic 7] al tura i n c i a l do projé t i l em rel ação ao eixo de referên |
O movimento de um projé t i l , que esteja ao longo de sua trajec i a .[pic 8]
[pic 9]incl i nação do canhão em rel ação à horizontal .
[pic 10]velocidade ini cial do projét i l . [pic 11]I e ração da gravidade.
O gráfico experimental correspondente a esta equação pode ser vi sto na f i g .[pic 12]
Uma das prováveis d i f icu ldades di dá t i cas seria o entendimen— to da decomposi ção do movimento segundo os e vert i cal Y e hor i zontal X e cujas equaçÕes em função do tempo são as seguintes:
[pic 13] 2
[pic 14] (2)
[pic 15]V COS 9 (3)
E l as correspondem a um mov imento uni formemente var iado segun do o eixo Y e movimento un iforme segundo o e i xo X.
0 al cance pode ser deduzido a parti r das equaçÕes acima relac ionadas e tem o valor de:
2 [pic 16]sen (26 ) [pic 17][pic 18]
[pic 19] [pic 20] [pic 21] [pic 22] todos | experimentai s mostram c lar amente a sua concor— | |
dância com [pic 23] | a teor i a .
| Consideramos os seguin tes dados i n i c i a i s : |
R | [pic 24] 379.0 cm | |
Do | gráf ico de | [pic 25] [pic 26] [pic 27] [pic 28] podemos faci Imente obter o valor da |
ve Ioc idade | i n i c i a l usando a expressão (3) resu l t ando |
[pic 29]579.2 cm/ s
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