Relatório Física Experimental

[pic 1]

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

INSTITUTO DE FÍSICA

EXPERIMENTO 1:

LANÇAMENTO DE UM PROJÉTIL

TURMA J

BANCADA/GRUPO 5

FILIPE GUIMARÃES SANTANA 180100742

PAULO HUDSON VITAL 180107941

ROSIANE RAMOS 180130480

BRASÍLIA, 29 DE MARÇO DE 2019.

1. OBJETIVOS

Temos como objetivo principal do primeiro experimento, a análise e obtenção de dados sobre os lançamentos do projétil para a realização de alguns cálculos, tais como:

·         Altura total e parcial em cada ponto de Lançamento

·         Velocidade da esfera em diferentes pontos

·         Alcance do projétil

·         Energia Potencial e Cinética  

·         Tempo de Queda

·         Transformação e conservação de Energias

Para a obtenção dos dados foi preciso a realização de alguns procedimentos, descritos a seguir:

1.1.    Lançamento do projétil:

1.2.    Foram escolhidos quatro pontos de Lançamento de projétil na rampa

1.3.    Sobre cada ponto de lançamento, soltamos o projétil (esfera de metal) 10 vezes

1.4.    A distância percorrida horizontalmente foi obtida através de uma folha de papel carbono sobre uma folha de papel pardo que foi colocada no chão antes da realização dos lançamentos

1.5.    Com o auxílio de um compasso realizamos o menor círculo possível, de forma que coubesse as marcações de cada ponto de lançamento, totalizando 4 círculos, cada um com 10 marcações de queda do projétil.

1.6.    Utilizando uma régua marcamos o raio dos círculos, para denominarmos o raio que consideramos como desvio da medida do alcance.

Para a realização dessas operações utilizamos:

01 esfera de aço;

01 trilho curvo com parafuso ajustável;

01 folha de papel pardo;

01 folha de papel carbono;

Régua milimetrada

Compasso e Fita adesiva    

2.  DADOS EXPERIMENTAIS

Na primeira parte do experimento foi possível concluir experimentalmente a relação existente entre a altura qna ual que o projétil foi solto e seu alcance médio. Os resultados estão dispostos na tabela a seguir:

TABELA 1

Posição	Altura h (m)	Rm ± ΔR (m)
1	0,195	0,525 ± 0,022
2	0,165	0,474 ± 0,022
3	0,145	0,447 ± 0,007
4	0,120	0,400 ± 0,017

onde a altura foi obtida experimentalmente como sendo a altura vertical da posição de partida para cada lançamento, em relação à saída da rampa; Rm é o alcance médio do projétil e ΔR é o desvio da medida do alcance.

Diante dos resultados, quanto maior a altura de lançamento, maior será o alcance médio da esfera.

Em relação à sua trajetória, concluiu-se que o projétil descreveu o que na física se chama lançamento horizontal.

Observando o movimento na vertical, pode-se aplicar a função horária da posição para o movimento retilíneo uniformemente variado, como representada a seguir:

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Sabendo que a velocidade inicial na horizontal é nula, que a aceleração sob a qual o objeto está submetido é a da gravidade e que a diferença entre a posição final e a posição inicial corresponde à altura (H) da queda (S – S0 = H), podemos escrever:

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Com o movimento na horizontal, pode-se aplicar a função horária da posição para o movimento retilíneo uniforme e determinar o alcance de um objeto lançado horizontalmente, conforme a seguinte fórmula:

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Sabendo que a diferença entre a posição final e a posição inicial, no eixo x, corresponde ao próprio alcance horizontal (A), temos que:

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De posse dessas fórmulas e respeitando o formato das operações de propagações de erros, podemos completar a tabela 2 da seguinte maneira:

(adotando g = 9,8 (m/s²))

TABELA 2

Posição	Altura H (m)	Vm ± ΔV (m/s)
1	1,10	1,110 ± 0,046
2	1,07	1,014 ± 0,047
3	1,05	0,967 ± 0,015
4	1,02	0,877 ± 0,037

onde H é a altura percorrida pelo projétil, na vertical, desde sua saída da rampa até o plano da folha. Vm é a velocidade relativa a cada posição e ΔV seu erro associado.

Mais uma vez podemos ver a interferência da altura nos resultados da tabela. Quanto maior a altura da posição de soltura, maior a velocidade.

Agora, vamos analisar as energias envolvidas nesse sistema.

Uma  das formas  de  energia  é  a  energia  potencial  (U),  que  pode  ser

associada à configuração (ou arranjo) de um sistema de objetos que exercem força uns sobre os outros.  Existem dois tipos de energia potencial: energia potencial gravitacional e energia potencial elástica. Neste experimento, é gerada uma energia potencial gravitacional.

A equação que descreve o cálculo dessa energia é :

U=m.g.h

Onde m = massa (11,35 x 10-3 g), g = aceleração da gravidade (9,8 m/s²) e  h = altura no eixo y (tabela).

TABELA 3

Posição	Altura h (m)	U ± ΔU (J)
1	0,195	21,690 x 10-3 ± 0,019
2	0,165	18,352 x 10-3 ± 0,016
3	0,145	16,128 x 10-3 ± 0,014
4	0,120	13,347 x 10-3 ± 0,011

onde h é a altura acima do nível de saída da rampa, U é a energia potencial gravitacional e ΔU é o seu erro associado.