Relatório Física Experimental Lançamento de projetil

Lançamento de Projétil

Data: 29/08/2018

Grupo 2

Marcos Vinícius Miranda Cruz - 180126962

Renan Leite Souza - 180130129

Larissa Guedes – 160130727

1. OBJETIVOS

O objetivo do experimento proposto é relacionar 4 (quatro) alturas de um lançamento de uma partícula esférica maciça e seu alcance horizontal, analisando que o movimento da esfera é uma combinação de dois movimentos retilíneos nos dois eixos no plano cartesiano. Ademais, através do princípio da conservação, apontar e exemplificar a transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética de translação e rotação da esfera.

1. ESBOÇO DO EXPERIMENTO

[pic 1]

Figura 1: Ilustração do experimento

1. DADOS EXPERIMENTAIS

O experimento, Lançamento de Projétil,  conforme ilustrado no esboço, consiste no abandono de uma esfera sob uma calha em de 4 (quatro) alturas  (0,25 m, 0,20m, 0,15m e 0,10m) diferentes. A esfera percorre por cima dos trilhos da calha e, ao chegar ao seu final, ela é projetada num movimento parabólico até atingir uma folha de papel pardo com uma camada de papel carbono no chão. A esfera atinge certos pontos que distanciam  (alcance médio) da ponta do prumo, que está pendurado verticalmente abaixo do ponto em que a esfera deixa a rampa. Para cada altura , foram realizadas 10 lançamentos.[pic 2][pic 3][pic 4]

Após todos os lançamentos em suas respectivas alturas, delimitou-se a menor circunferência entre os pontos. O desvio da medida do alcance é dado por , o raio da circunferência que contém todos os lançamentos de uma mesma altura é  e representa a incerteza com que é realizada a medida de .[pic 5][pic 6][pic 7]

1. MATERIAL UTILIZADO

01 Esfera de aço;

01 Trilho curvo com parafuso ajustável e fio de prumo na base;

01 Folha de papel pardo;

01 Folha de papel carbono;

01 Régua milímetrada;

01 Compasso;

01 Fita adesiva.

1. MASSA ESFERA

A massa esfera em gramas é dado por:

= 11,3g ± 0,1g[pic 8]

cujo erro instrumental é da medida da massa é dado pela balança digital.

1. ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE

A gravidade é dada por:

G = 9,8m/s²

1. TABELA 1 – Alcance Médio () e desvio da medida do alcance ()[pic 9][pic 10]

A tabela 1 relaciona a altura  com alcance médio  da esfera e seu respectivo erro experimental. O valor do  alcance médio  é dado pela distância do prumo delimitado na marcação feita pela queda da esfera no papel carbono. O erro da altura  foi dado pela régua milimetrada.[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

O do alcance médio do erro é obtido pelo raio da circunferência formado entre as duas marcas mais distante dos alcances da esfera em seus respectivos lançamentos. Os resultados mostram que o alcance horizontal depende da altura  da posição de partida, logo, a altura  e o alcance médio estão diretamente relacionados.[pic 15][pic 16][pic 17]

Posição	Altura (m)[pic 18]	± (m)[pic 19][pic 20]
1	0,10±0,05m	0,41±0,065m
2	0,15±0,05m	0,50±0,120m
3	0,20±0,05m	0,578±0,075m
4	0,25±0,05m	0,638±0,105m

Tabela 1: Relação Alcance Médio () e desvio da medida do alcance ()[pic 21][pic 22]

1. TABELA 2 – VELOCIDADE DE LANÇAMENTO

A tabela 2, Velocidade de Lançamento,  associa diretamente a velocidade com que a esfera foi abandonada da rampa com sua respectiva altura . Para o cálculo da , é preciso encontrar a variável do tempo em que ao projétil se desloca no experimento, sendo obtida através de [pic 23][pic 24]

 t = √𝐻𝑔 

em que 𝐻  é a altura de saída do projétil da rampa e 𝑔 é a aceleração da gravidade local. De acordo com os resultados, observa-se que a velocidade com que o projétil é lançado depende diretamente de sua  altura. Logo, conclui-se que, quanto maior a altura, maior a velocidade e também relaciona a conservação de energia e sua conversão de energia potencial em energia cinética translação.

Posição	Altura (m)[pic 25]	[pic 26]
1	0,10±0,05m	(0,955±0,161) m/s
2	0,15±0,05m	(1,163±0,292) m/s
3	0,20±0,05m	(1,344±0,189) m/s
4	0,25±0,05m	(1,484±0,260) m/s

Tabela 2: Velocidade de lançamento