Relatório Leis de Newton

CINEMÁTICA - FORÇAS E LEIS DE NEWTON

Resumo. Este experimento foi realizado obtendo medidas em relação ao espaço pelo qual um objeto transitou, com atrito reduzido, o tempo entre marcações no trilho e as massa que foram usadas para tracionar o carro de testes, aprendendo a utilizar cronômetro digital, paquímetro e também a ler as informações dos respectivos equipamentos, colocando conhecimentos da disciplina teórica em prática para calcular a velocidade, aceleração e força no modelo estudado.

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1. INTRODUÇÃO

Neste experimento serão realizados testes com o trilho de ar e marcadores de posição para determinar a velocidade e aceleração que um carrinho teoricamente sem atrito,tracionado por uma corda presa a uma massa que será solta para que força peso puxe o carro acelerando e fazendo-o percorrer o trilho no qual estão posicionados sensores ligados a uma cronômetro em distâncias conhecidas, e através das medidas de tempo, distância e massa, possa calcular medidas indiretas como velocidade, aceleração e força. O experimento tem como objetivo aplicar o modelo teórico proposto por Newton para a dinâmica de corpos e verificá-las experimentalmente.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

2.1.1 Trilho de Ar

Trilho ar metálico Phywe, de 2 metros de comprimento, com o carrinho

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Figura 1 - Trilho de ar. Foto tirada pelo grupo.

2.1.2 Paquímetro

Paquímetro da marca Digimess,

sem modelo especificado, faixa de medição de 0 a 150 mm, com resolução 0.02mm.

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Figura 2 - Paquímetro utilizado no experimento. Foto tirada pelo grupo

2.1.3 Compressor de ar

Compressor-Soprador de ar Phywe utilizado para reduzir o atrito do carrinho.

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Figura 3 - Compressor-Soprador de ar. Foto tirada pelo grupo.

2.1.4 Cronômetro e Sensores

Cronômetro Multifuncional digital EQ228A com erro de 50µs e fundo de escala de 99,99995 s e Sensores ópticos utilizados para medir o tempo entre os intervalos de distância de 30cm, ambos da marca Cidepe.[pic 5]

Figura 4 - Cronômetro e sensores. Foto tirada pelo grupo.

2.1.5 Balança Digital e Pesos Metálicos

                Balança digital da marca Bel, com erro de 0,1 g e fundo de escala 2kg. Pesos feitos de metal de aproximadamente 5, 10 e 50 gramas, com formatos para se encaixarem no carro de teste e no porta massas.

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Figura 5 - Peso de valor nominal de 5 gramas

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Figura 6 - Peso de valor nominal de 10 gramas

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Figura 7 - Peso de valor nominal de 50 gramas

2.1.6 Computador        

                Notebook da marca Dell utilizado para os cálculos com auxílio do Excel e do SciDAVis para os gráficos.

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Figura 8 - Notebook. Foto         tirada pelo grupo.

2.1.7 Porta Pesos

Suporte onde serão colocados os pesos, que está ligado a uma corda que passa por uma polia e liga até o carrinho.

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Figura 9 - Porta pesos.

2.1.8 Carrinho

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Figura 10 - Carrinho.

2.2        Métodos        

Com o intuito de se discutir a causa do movimento em corpos, foram realizadas medidas diretas do tempo em que um carrinho leva para percorrer uma distância conhecida em um trilho de ar que reduz seu atrito. O carrinho está ligado por um fio que passa em uma roldana e termina presa em um porta massas que será solto para cair no chão, tracionando pela corda o carrinho, com o cronômetro marcando sua passagem pelas distância definidas em cada um dos ensaios

No primeiro ensaio o carrinho foi carregado com 100 gramas no lastro, uma de cada lado para evitar desbalanceamento, e no porta massas foram colocados 50 gramas, todas as medidas foram obtidas pela balança.

O ensaio um foi dividido em duas partes:

Parte 1

Na primeira metade do trilho o peso puxa o carrinho quando desce verticalmente para o chão.

Os cinco sensores foram regulados na régua do trilho nas posições 20, 40, 60, 80 e 100 cm. Após isso, o carrinho foi posicionado na extremidade do trilho na posição 0 cm. Com o cronômetro pronto foi ligado o ar do trilho e aguardado  alguns segundo e solto, os valores de tempo dos sensores foram anotados.

Parte 2

Na segunda metade do trilho somente o carrinho se movimenta por inércia pois o peso já percorreu seu trajeto e não puxa mais o carrinho.

O experimento foi repetido agora com os cinco sensores posicionados na régua do trilho nas posições 100, 120, 140, 160 e 180 cm da extremidade inicial.

Ensaio 2

O segundo ensaio testará as Segunda e Terceira Leis de Newton. Os sensores foram posicionados nas posições de 20, 40, 60, 80 e 100 cm do trilho. O carrinho foi carregado com 100 gramas de cada lado no lastro e depois foi medido a massa do carrinho com o peso. foram então feitos cinco lançamentos com o porta massas sendo carregado com 0 g, 5 g, 10 g, 15 g e 20g, no porta massas respectivamente, com os sensores marcando os tempos de passagem.