Relatório Laboratório de Fundamentos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE QUÍMICA LICENCIATURA

FÍSICA EXPERIMENTAL I

Relatório de Aula Prática 2: PLANO INCLINADO/TRILHO DE AR

Docente: Dr. Prof. David Velasco Villamizar

                                                                                 Acadêmicas: Catiucia Fernanda dos Santos Berkembrock

                                                                            Vanessa  Aline Schemmer

TOLEDO 2024

INTRODUÇÃO

Um corpo está em movimento quando sua posição muda ao longo do tempo em relação a um referencial escolhido. Se essa posição permanece a mesma, podemos dizer que o corpo está em repouso em relação a esse referencial.

De acordo com Halliday e Resnick, se nenhuma força age sobre um corpo, sua velocidade permanece inalterada, o que significa que o corpo não sofrerá nenhuma mudança em seu movimento.

Para estudar o movimento de um corpo em linha reta, é essencial considerar uma velocidade constante e encontrar maneiras de neutralizar as forças que tentam desacelerar o movimento, como o atrito e a resistência do ar, que frequentemente interferem nos resultados de um experimento.

Quando queremos descobrir a rapidez com que um objeto se desloca, é importante lembrar que os conceitos de "rápido" e "lento", assim como "movimento" e "repouso", são sempre relativos ao referencial adotado. Podemos determinar a velocidade média de um movimento calculando a variação da posição (ΔS) ao longo de um intervalo de tempo (Δt).

Durante o movimento, a velocidade de um corpo pode aumentar ou diminuir, ou seja, ele pode acelerar ou desacelerar. Isso está relacionado ao conceito de aceleração, que não existe em um movimento retilíneo uniforme (MRU). Se houver aceleração, o movimento se torna retilíneo uniformemente variado (MRUV).

Por fim, Halliday e Resnick destacam que o mundo e tudo o que nele existe estão em constante movimento, mesmo os objetos que aparentam estar parados.

OBJETIVOS:

O objetivo desta experiência é analisar o movimento de um corpo sob a ação de uma força conhecida, em um ambiente sem atrito, e observar a aceleração resultante desse movimento. Além disso, buscamos uma maior precisão na medição da velocidade, que pode ser registrada com várias casas decimais. Contudo, essa precisão depende diretamente de uma calibração adequada, onde um sensor de deslocamento informa de forma precisa tanto a posição quanto a velocidade do corpo.

PROCEDIMENTOS

Os materiais  utilizados foram:

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•        Turbina para fluxo de ar;

•           Celular;

•        Cronômetro digital (celular);

•        Régua acrílica (50 cm);

•        Trilho de ar;

•        Régua fixada ao trilho .

Foram realizados os seguintes métodos:

1-        Posicionou-se o trilho de ar em uma inclinação fixa. A inclinação foi pequena para que a aceleração devido à gravidade ainda seja significativa, mas não tão grande a ponto de introduzir erros substanciais. O trilho de ar minimiza o atrito, permitindo que o carrinho se mova quase exclusivamente sob a influência da gravidade.

2-        Mediu-se ( 3 medidas), com um auxilio da régua acrílica (50cm),  a altura do trilho em relação a mesa, no início, meio e final do trilho, dados estes que foram usados para calcular a sua inclinação;

3-        Posicionou-se a régua fixada no trilho, ligar o gerador de fluxo de ar;

4-        Com o celular realizou-se um vídeo em velocidade reduzida (quadros de 240 FPS), para analisar o deslocamento da régua, fixado no trilho (a cada 10 cm), através de calculos realizados a partir de fotogramas;

5-         Novamente, posicionou-se a régua fixada no trilho, ligando o gerador de fluxo de ar, ligando o cronômetro do celular, com auxílio da régua acrílica, controlou-se o deslizamento da régua fixada no trilho de ar, nos intervalos de 20cm, 40cm, 60cm, 80cm, 90 cm, registrando o tempo em que a régua fixada no trilho percorreu entre um sensor e outro, repetindo o prcesso 5 vezes para cada distância.

6-      Analisou-se os dados obtidos para achar a aceleração paralela ao plano inclinado experimentada pela peça metálica.

7-       Tendo presente essa informação, e em complemento com a medida indireta da inclinação do Trilho de Ar, determinou-se experimentalmente o módulo da aceleração gravitacional.

8-       Foi analisado os fotogramas do vídeo gravado em 240 FPS, obtendo de forma indireta o tempo entre as marcas da posição e determinando indiretamente a aceleração gravitacional tendo presente a inclinação do plano.

9-     Determinou-se a aceleração paralela ao plano e mediante a inclinação, em que foi calculado o valor da aceleração gravitacional programado na simulação. 

RESULTADOS E DISCUSSÕES:

1.        DETERMINAR A INCLINAÇÃO DO TRILHO DE AR

TABELA 1: Dados experimentais determinados para cálculo da inclinação do trilho de ar.

Medida	Valor obtido (cm)
Altura (h) incio do trilho de ar	25,2 cm
Altura (h) final do trilho de ar	23,3 cm
Comprimento da régua do trilho de ar	100 cm

Fonte: Os autores, 2024.

Realiza-se o cálculo da inclinação do trilho de ar, utilizando a seguinte equação:

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Substituindo os valores obtidos:

Sen θ =     25,2 cm -23,3cm

                             100cm

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Sen θ =     1,9cm

                   100cm

Sen θ =     0,019 x arc sen