Física Experimental - Relatório Energia
Por: Luis Henrique Oliveira Da Costa • 30/8/2019 • Relatório de pesquisa • 1.396 Palavras (6 Páginas) • 279 Visualizações
Universidade de Brasília
Título: Lançamento de Projétil
Data de realização do experimento:
Nomes: Gutemberg Dávilla
Objetivos: O objetivo deste experimento é fazer uma relação com 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 sofrida 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 experimentais: O experimento consiste em determinar quatro alturas aleatórias ao longo de uma rampa de trilho curvo e abandonar uma esfera de aço 10 vezes de cada altura escolhida. A esfera atingirá uma folha de papel carbono situada acima da uma folha de papel pardo, ambas presas ao solo. A partir do conjunto de marcas deixadas pela esfera, desenha-se com um compasso um círculo englobando todo o conjunto de marcas, medindo, desta forma, o raio do círculo, bem com a distância deste círculo até uma marca feita abaixo de um frio de prumo que é colocado no parafuso ajustável na ponta da rampa.
A partir das quatro alturas e das medidas de alcance com a qual a esfera atinge o solo em relação à marca feita abaixo do prumo, obteve-se:
Tabela1
Posição | Altura h | Rm±ΔR |
1 | 8,30 ± 0,05 cm | 37,0 ± 1,0 cm |
2 | 11,5 ± 0,05 cm | 42,7 ± 0,75 cm |
3 | 15,0 ± 0,05 cm | 48,5 ± 0,8 cm |
4 | 19,1 ± 0,05 cm | 54,0 ± 0,6 cm |
A partir do tempo de queda da esfera e dos alcances médios, obtêm-se o componente horizontal da velocidade de saída da rampa para cada altura.
Tabela2
Posição | Altura h | Vm |
1 | 98.80 ± 0,05 cm | 0,880 m/s |
2 | 102,0 ± 0,05 cm | 1,016 m/s |
3 | 105,5 ± 0,05 cm | 1,154 m/s |
4 | 109,6 ± 0,05 cm | 1,285 m/s |
Com a obtenção da medida da massa da esfera e considerando a altura h acima do nível da rampa é possível determinar a energia potencial U do projétil na altura de soltura na rampa.
Tabela 3
Posição | Altura h | U |
1 | 8,30 ± 0,05 cm | 0,00573 J |
2 | 11,5 ± 0,05 cm | 0,00794 J |
3 | 15,0 ± 0,05 cm | 0,01036 J |
4 | 19,1 ± 0,05 cm | 0,01319 J |
Da mesma forma, porém de posse do valor da velocidade inicial com a qual o projétil é lançado da rampa, obtêm-se a energia cinética Kc.
Tabela4
Posição | Vm±ΔV | Kc |
1 | 0,880 m/s | 0,00272 J |
2 | 1,016 m/s | 0,00363 J |
3 | 1,154 m/s | 0,00469 J |
4 | 1,285 m/s | 0,00582 J |
Com os dados da energia potencial e da energia cinética de translação, obtêm-se a energia cinética de rotação que são apresentados na tabela 5.
Tabela5
Posição | Kr |
1 | 0,00301 J |
2 | 0,00431 J |
3 | 0,00567 J |
4 | 0,00737 J |
Análise dos dados
Após a coleta dos dados do experimento e de posse dos dados presentes na tabela 1 acima, verifica-se que à medida em que a altura aumenta o alcance médio (Rm) também aumenta. Logo, o alcance médio do projétil depende da altura na qual a esfera é abandonada na rampa.
Através dos dados da tabela 2 e da análise do movimento do projétil, observa-se que o projétil executa o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) na vertical. Considerando o movimento na horizontal, percebe-se que o projétil executa o movimento retilínio uniforme (MRU), com velocidade constante. Desta forma, os dados da velocidade com a qual o projétil deixa a rampa é determinado através da fórmula R= v.[(2H/g)^1/2], onde R é o alcance médio, v é a velocidade de saída da rampa, H é a altura da rampa até o solo, g=9.8m/s² e [(2H/g)^1/2] é a fórmula para o tempo de queda. Logo, é possível perceber que a velocidade depende da altura de abandono da esfera, pois à medida em que a altura aumenta, a velocidade de saída da rampa aumenta.
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