O Relatório de Plano Inclinado

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Universidade do Estado do Rio de Janeiro Instituto de química

Departamento de química geral e inorgânica

Relatório: Queda livre

André Vasconcelos Cavalcanti (202210197811)

Matheus Nascimento da Costa Rangel (202210199711)

 

Professora: Márcia Begalli

 

Física I experimental

Rio de Janeiro

15/01/2023

1. Introdução

O Plano inclinado é uma máquina simples que nos possibilita levantar objetos com menos esforço, é uma ferramenta muito antiga usada por diversos povos ao longo da história para construir diversas estruturas, na Física o plano inclinado foi utilizado por Galileu nos seus estudos de queda livre e por Newton nos seus estudos referentes a dinâmica e comportamentos de um corpo. Tomando essas ideias passamos a analisar o plano inclinado para identificar uma série de dados.

No experimento executado foi feita uma análise do movimento de um sólido em um plano inclinado, o plano inclinado foi um trilho de ar para diminuir o atrito.

No plano inclinado temos o seu movimento ao decorrer do plano, sendo em 2 dimensões, nas dimensões x e y. A partir disso sabemos que os cálculos que devem ser feitos no plano inclinado serão uma análise vetorial da situação e o que passa a definir a força resultante será a soma dos vetores.

Tomando essa ideia como ponto de partida, em um plano que não seja inclinado a 0 ou 90 graus, temos a decomposição da força peso, que implica na aceleração (Px na figura) do objeto no eixo X se partimos de Py e Px como referencial para o plano cartesiano, sendo assim, para cada ângulo que a rampa for colocada o movimento do sólido será diferente, a massa do sólido é um fator muito importante pois ela nos fornece o valor da força peso do objeto através da segunda lei de newton, decompondo a força peso teremos Py e Px e assim poderemos calcular a força resultante do objeto no plano. A ilustração abaixo demonstra uma análise vetorial do plano inclinado.

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Através do plano inclinado temos como objetivo determinar o valor da constante gravítica através do movimento de um corpo no plano inclinado, esses valores serão comparados ao valor esperado de 9,788 da gravidade.

1.  Material necessário

 

- Cronômetro com um sensor óptico

- Trilho de ar graduado em mm

- Um planador

- 2 cilindros de inox

- Placa de plástico retangular

 

1. Procedimento Experimental

 

O trabalho feito em laboratório consiste em coletar 50 medidas de tempo, estes distribuídos 5 tempos para cada ângulo, sendo usado então 10 ângulos diferentes, com as 5 medidas foram feitas as medias e assim respectivamente os desvios padrões. O experimento foi executado em um trilho de ar para que o atrito fosse diminuído, a análise dos dados foi feita em 2 dimensões (X e Y)

1. Resultados e discussões

 

As medidas obtidas no experimento foram organizadas na tabela 1, sendo a distância lá estabelecida é a subtração da posição do carro no trilho com o centro de massa dele, igual a 8 cm ou 810-2 m:[pic 3]

d (m) / t (s)	T1	T2	T3	T4	T5
0,30	0,2489	0,2488	0,2491	0,2485	0,2487
0,40	0,2177	0,2180	0,2176	0,2178	0,2177
0,50	0,1960	0,1962	0,1959	0,1959	0,1960
0,60	0,1769	0,1772	0,1772	0,1770	0,1772
0,70	0,1643	0,1638	0,1642	0,1642	0,1643
0,80	0,1536	0,1535	0,1534	0,1540	0,1540
0,90	0,1452	0,1452	0,1452	0,1450	0,1453
1,00	0,1376	0,1377	0,1374	0,1375	0,1375
1,10	0,1314	0,1315	0,1314	0,1314	0,1316
1,20	0,1261	0,1260	0,1261	0,1261	0,1261

Tabela 1: Dados obtidos no experimento

Ademais, com os dados já obtidos durante o experimento foi possível realizar o cálculo da média do tempo, seu desvio padrão e a sua incerteza estatística do medidor de Pasco, com as respectivas fórmulas:

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

d (m) / t (s)	[pic 7]	Desvio Padrão	Incerteza estatística
0,30	|0,24880,0001|[pic 8]	0,0002	0,0001
0,40	|0,21780,0001|[pic 9]	0,0002	0,0001
0,50	|0,19600,0001|[pic 10]	0,0001	0,0001
0,60	|0,17710,0001|[pic 11]	0,0001	0,0001
0,70	|0,16420,0001|[pic 12]	0,0002	0,0001
0,80	|0,15370,0001|[pic 13]	0,0003	0,0001
0,90	|0,14520,0000|[pic 14]	0,0001	0,0000
1,00	|0,13750,0001|[pic 15]	0,0001	0,0001
1,10	|0,13150,0000|[pic 16]	0,0001	0,0000
1,20	|0,12610,0000|[pic 17]	0,0000	0,0000

Tabela 2: Cálculos e análise do tempo obtido