Relatório de Física Experimental Lançamento de Projétil
Por: Victoria Vieira • 29/3/2019 • Relatório de pesquisa • 1.106 Palavras (5 Páginas) • 410 Visualizações
Experimento 1- Lançamento de Projétil
Objetivos: Relacionar a altura, da qual a esfera é abandonada na rampa, com o alcance horizontal. Reconhecer, no movimento de lançamento, a combinação de dois movimentos retilíneos e determinar a velocidade de lançamento a partir da medida do alcance e do tempo de queda. Relacionar as transformações energéticas sofridas pela energia potencial inicial ao rolar a esfera pela rampa. Utilizar o princípio da conservação da energia para determinar a energia cinética de rotação.
Dados do experimento
Alcance horizontal do projétil
Tabela 1
Posição | Altura h (m) | Rm ± ΔR (m) |
1 | 1,02 | 0,485 ± 0,01 |
2 | 1 | 0,46 ± 0,005 |
3 | 0,98 | 0,415 ± 0,07 |
4 | 0,96 | 0,375 ± 0,02 |
Altura h: Altura vertical da posição de partida (medida em relação à saída da rampa) de cada lançamento.
Rm ± ∆R: Representam o alcance médio e o desvio da medida do alcance, respectivamente. Sendo que o segundo simboliza a incerteza com que esta medida é realizada no experimento.
Análise dos dados:
Os dados coletados demonstram o alcance do projétil medido com base nos lançamentos realizados. Observa-se que quanto maior a altura, maior é a energia potencial gravitacional armazenada no projétil, que após este ser lançado se transforma em uma energia cinética maior, o que permite, assim, o aumento do alcance horizontal. Pela tabela apresentada, conclui-se que o alcance horizontal do projétil depende da altura da posição de partida.
Velocidade de lançamento e alcance
O projétil realiza um movimento retilíneo uniforme na horizontal, enquanto realiza na vertical, um movimento uniformemente variado, sendo este acelerado.
[pic 1]
O tempo de queda (Tq) da esfera depende da altura da posição inicial (H) e da gravidade (g), podendo ser calculado da seguinte fórmula:
[pic 2]
A velocidade do projétil pode ser calculada a partir da fórmula mgh = (mv²)/2 . Isso se dá de tal forma que a esfera, ao ser abandonada, tem sua energia potencial gravitacional armazenada transformada em energia cinética.
Tabela 2
Posição | Altura h (m) | Vm ± ∆V (m/s) |
1 | 1,02 | 1,1340 ± 0,024 |
2 | 1 | 1,075 ± 0,012 |
3 | 0,98 | 0,970 ± 0,164 |
4 | 0,96 | 0,877 ± 0,047 |
Altura h: Altura (na rampa) vertical da posição de partida de cada lançamento.
Vm ± ∆V: Velocidade média e desvio da medida da velocidade média.
• A altura H, usada para o cálculo do tempo de queda usado para encontrar a velocidade, é de 0,895 m (ΔH = ± 0,0005 m).
Análise dos dados:
Com base nos dados apresentados, é possível concluir que a altura de abandono da esfera na rampa influencia na velocidade inicial do projétil. Levando em consideração a análise da tabela 1, que quanto maior a altura, maior será a energia potencial gravitacional e consequentemente, maior será a energia cinética inicial, pode-se concluir que maior também será a velocidade do projétil.
Para calcular o erro da tabela 2 foram utilizadas as seguintes fórmulas:
[pic 3] onde,[pic 4]
Energia potencial e energia cinética
Parte da energia potencial que se encontrava "armazenada" no projétil é dissipada (visto que o sistema é aberto e ocorre troca de energia com a vizinhança) e parte se transforma nas energias cinéticas de rotação e de translação. Porém, como o projétil, ao chegar no nível de saída da rampa, ainda se encontra a certa altura do chão, continua a existir energia potencial gravitacional, menor que a anterior.
A massa da esfera utilizada como projétil é 11,2g ± 0,01g ([pic 5]). O ΔM (erro
instrumental) é 0,01g, pois foi utilizada uma balança digital, e o erro é a menor divisão de escala, que é igual a 0,01g.
Tabela 3
Posição | Altura h (m) | U ± ∆U (J) |
1 | 1,02 | 0,11188 ± 0,00095 |
2 | 1 | 0,10968 ± 0,00094 |
3 | 0,98 | 0,10749 ± 0,00092 |
4 | 0,96 | 0,10529 ± 0,0009 |
Altura h: Altura vertical da posição de partida de cada lançamento.
U ± ∆U: Energia potencial gravitacional e desvio da medida da energia potencial gravitacional.
Para calcular o erro da tabela 3 foi utilizada a seguinte fórmula:
...