Trabalho de Física-Movimento de um Elevador

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Na Dinâmica, o objetivo é buscar conhecer as causas dos movimentos. Dado um conjunto de corpos interagindo uns com os outros, a Dinâmica busca descrever as forças que agem sobre cada um deles, relacionar a resultante dessas forças à respectiva aceleração e, daí, entender o movimento correspondente no referencial considerado.

Introdução 

Neste projeto de física, será abordado uma situação que envolve os princípios da cinemática e da dinâmica, de um individuo em um elevador que realiza movimentos verticais de baixo para cima e de cima para baixo e o momento em que está em equilíbrio em uma balança, e outras considerações em relação a situação física no elevador.

 Na Cinemática, o objetivo é descrever como se processam os movimentos, isto é, estabelecer, num dado referencial, as posições que os corpos ocupam ao longo do tempo e as respectivas velocidades, independentemente das causas desses movimentos. Em outros termos, a Cinemática procura estabelecer as formas geométricas das trajetórias dos corpos no espaço, se são retas ou curvas, e os intervalos de tempo levados para percorrer todos os segmentos dessas trajetórias. Cinemática estuda os movimentos, mas sem se preocupar com a causa deles

Tarefa 2: Estudo experimental da Cinemática e verificação da Dinâmica associada. 

• Subida. 

Fase 1 (Momento em que o elevador inicia o seu percurso) 

-Partindo da base do espaço que o elevador pode percorrer no edifício o elevador arranca ou seja inicia o seu percurso em MRUV, isto é, temos a aceleração como o fator crucial para que o elevador deixe a base do espaço e comece a percorrer o trajeto. Desta forma temos que, para fase 1 que se identifica como momento de arranque a seguinte expressão y(t)=y´+v´*t+(1/2) a*t^2. 

Fase 2 (Momento em que a velocidade é constante no seu percurso) 

-Após um pequeno espaço e tempo de percurso determinado, passamos da ação do arranque do elevador, para um movimento em que o elevador se apresenta com velocidade constante permanecendo assim na maior parte do seu do seu percurso, desta forma temos que: y=y´+v´*t. 

Fase 3 (Momento em que o elevador retarda o seu movimento) 

-Após o elevador apresentar velocidade constante durante a maior parte do percurso e tempo, chegando na parte final do percurso, podemos sentir um retardamento no seu movimento, fazendo com que o movimento em velocidade constante diminua até que pare e se mantenha em equilíbrio. Desta forma, como a aceleração tem um sentido oposto em relação a velocidade o que origina o retardamento do movimento, temos que: y(t)=y´+v´*t+(1/2) a*t^2. 

• Descida. 

Fase 1 (Momento em que o elevador inicia o seu percurso) 

-Partindo de uma determinada altura, isto é, do ponto máximo que o elevador pode percorrer num determinado edifício, o elevador arranca ou acelera com sentido para baixo percorrendo um pequeno espaço do percurso sob efeito da aceleração, num curto espaço de tempo. 

Desta forma com a aceleração e a velocidade no mesmo sentido do movimento, temos que: y(t)=y´+v´*t+(1/2) - a*t^2. 

Fase 2 (Momento em que o elevador se mantém com velocidade constante) 

-No momento da descida do elevador, após o arranque, a aceleração e a velocidade atuando num mesmo, o elevador passa então a apresentar velocidade constante, desta forma temos que: y=y´-v´*t. 

Fase 3 (Momento em que o elevador retarda o seu movimento na descida) 

Depois do elevador percorrer com velocidade a maior parte do percurso e do tempo, terminando o percurso, podemos sentir um retardamento no seu movimento fazendo com que o elevador diminua sua velocidade +ºaté parar, isto é, a aceleração atuando em sentido contrário ao movimento de descida com velocidade constante, forçando o elevador, a finalizar o seu percurso. Deste modo que: y(t)=y´+v´*t-(1/2) a*t^2. 

-Variáveis Diretas Variáveis indiretas 

* Tempo(t). * Aceleração(a). 

*Espaço(y). *Velocidade(v). 

-Aparelhos e Ferramentas 

*Cronometro. 

*Fita métrica digital. 

Notas e considerações importantes associadas a dados inseridos no projeto: 

· O sentido adotado é o de subida. 

· 

Na identificação das variáveis directas e indirectas encontramos as seguintes

Variáveis directas:

Tempo (t)

Altura (Y)

Massa (m)

Essas foram  as variáveis encontradas experimentalmente, usando os seguintes instrumentos : cronometro, app fita métrica.

Variáveis indirectas:

Aceleração (a)

Velocidade (v)

Essas foram as variáveis encontradas através das equações.

Introdução

A energia pode ser entendida como uma grandeza escalar associada a um objeto ou a um sistema de objetos.

Para que haja o movimento de qualquer objeto, é necessário a imposição de uma dada energia, e o movimento realizado por um elevador não é diferente.

Tarefa 3: Utilização dos Conceitos de Trabalho e Energia para Confirmação dos Resultados 

12. Trabalho Realizado pela Força Peso

De acordo ao movimento do elevador, se analisarmos um partícula dentro do elevador, ela possui uma força gravitacional que apresenta sempre um sentido para baixo, e uma força normal., que advém do contato com a superfície.

Sendo o trabalho a energia transferida para ou de um objeto via uma força, sendo o peso do corpo uma força conservativa, temos que:

• Na fase de arranque para a subida, tendo  a força gravitacional o sentido para o centro da terra, ele vai apresentar um trabalho negativo.

           Wp= -m.g.h

           Wp= -75.  9,81 . 14.9

           Wp= -10 962, 675 J

• Na fase da descida, sendo que a resultante das forças apresenta um sentido coincidente com a força gravitacional, logo teremos o trabalho realizado pela força gravitacional é positivo, temos que:

           Wp= m.g.h

           Wp= 75. 9,81 . 14,9

           Wp= 10 962, 675 J

13. Determinação da Variação de Energia Potencial

Para podermos determinar como varia a Energia Potencial associada ao elevador, devemos compreender que a energia potencial gravítica do objeto está sempre associada à posição que o objeto ocupa em relação a um referencial.