Gestão Da Prevenção E Repressão à Violência

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE FÍSICA GERAL I - IEF029

UNIDADE IV

LEIS DE NEWTON

Josélia Pinheiro Santos

21100331

Graduação em Engenharia Elétrica – Eletrotécnica

FT02-ET

MANAUS

2011

INTRODUÇÃO

Este relatório contém experimentos realizados no laboratório de física, com o intuito de comprovar, experimentalmente, as Leis de Newton para um movimento unidimensional uniformemente acelerado, usando um “trilho de ar” (nome do sistema utilizado).

OBJETIVO

Por meio dos valores dos tempos obtidos, e com auxílio de fórmulas matemáticas, espera-se determinar o valor da aceleração e da velocidade de cada massa utilizada no sistema (delimitada para o experimento). E após isto, através dos valores dos pesos utilizados e da aceleração encontrada, com a ajuda de outras fórmulas matemáticas, espera-se determinar a força feita pelo sistema.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

A equação de movimento de Newton para um ponto material de massa m, na qual é aplicada uma força F, é dada por

F = ma

Onde

é a aceleração, s o vetor posição e t o tempo.

O vetor velocidade v e o vetor posição s, obtidos pela aplicação de uma força constante, são dados como função do tempo t pelas seguintes expressões:

Satisfazendo as condições iniciais v (0) = s (0) = 0.

Para o caso unidimensional particular representado na figura 4.1, cuja força é produzida.

Figura 4-1: Mostra o sistema análogo ao estudado nesta experiência.

Pelo peso de m1, isto é,

Onde g é a aceleração da gravidade. Se massa total de bloco 2 é m2, a equação de movimento é dada por:

A velocidade e a posição são dadas por:

No experimento a seguir, m1 é a massa do conjunto porta-peso mais massas adicionais, e m2 é a massa do conjunto planador, anteparo mais massas adicionais. A massa do conjunto planador + anteparo vale 200,3 g.

DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL

• MATERIAL UTILIZADO

- 1 trilho de ar

- 1 cronômetro digital

- 1 compressor de ar

- 1 polia de precisão

- 2 barreiras de luz

- 1 porta-peso de 1g

- 1 fio de seda de 2000 mm

- 1 planador

- 6 cordas de conexão

PROCEDIMENTO

O planador é o principal equipamento do experimento, uma vez que é o elemento a ser lançado sobre o trilho de ar para análise de seus respectivos movimentos. Basicamente, o caminho consiste da união de três placas plásticas por um lado comum, de modo que sua base pudesse ser perfeitamente encaixada na base do trilho.

O trilho consiste de um tubo de forma triangular, oco por dentro e com diversos orifícios em suas faces superiores, em cima do qual o planador realizará seu movimento. A utilidade do trilho de ar baseia-se na existência de um gerador de fluxo de ar ligado a uma das extremidades do trilho por uma mangueira, responsável por proporcionar um jato de ar contínuo; esse ar, ao sair pelos orifícios, cria uma espécie de “colchão de ar”, reduzindo consideravelmente o contato entre o planador e a superfície do trilho e, conseqüentemente, o atrito existente entre o carrinho e o trilho.

O gerador de fluxo de ar é o componente responsável por criar o fluxo de ar dentro do tubo e permitir que ar, ao sair pelos orifícios do trilho, crie o “colchão de ar”. E é através da mangueira que esse fluxo de ar chega do gerador de fluxo até o trilho de ar.

Acoplada ao longo do trilho há uma fita métrica, que fará o papel de sistema de referência do nosso movimento, de maneira que a posição do carrinho em qualquer instante do movimento se dará pela marcação na fita métrica.

As barreiras de luz são os equipamentos que irão iniciar e paralisar a contagem do tempo que leva o planador para atravessar o espaço pré-determinado escolhido. E o cronômetro digital que irá determinar o tempo no qual o planador levou para percorrer todo esse espaço.

O porta-peso é o equipamento que fica pendurado no sistema, por meios da corda de barbante, que por sua vez passa pela roldana e fixa-se no planador.