RELATORIO DE MOVIMENTO DE PROJETEIS

INTRODUÇÃO

Um projétil é um corpo ao qual, em consequência de um impulso, pode adquirir velocidade e determinada direção1. Galileu Galilei, baseando-se em experimentos realizados em meados do século XVI enunciou o Princípio da Independência dos Movimentos, que diz o seguinte: “Quando um móvel realiza um movimento composto cada um dos movimentos componentes se realiza como se os demais não existissem”.

Denominamos movimento dos projéteis como sendo o movimento livre de um corpo lançado num campo gravitacional uniforme, onde a aceleração da gravidade é constante e vertical, sendo desprezível a resistência do ar. Ao lançamos um projétil a sua aceleração será apenas a da gravidade e o seu movimento poderá ser sempre decomposto em dois movimentos, sendo um horizontal e outro vertical3 como mostra a figura abaixo:

Figura 1: fonte: Google Imagens

Movimento Horizontal

Como não existe aceleração na direção horizontal, a componente horizontal Vx da velocidade de um projetil permanece inalterada e igual ao seu valor inicial V0x durante dada a trajetória. Em qualquer instante t, o deslocamento horizontal do projetil em relação a posição inicial ,X – X0, e dado por:

X – Xo= V0xt.

Como V0x = V0 Cos θ0, temos:

X – X0 = (V0 Cos θ0)t.

Movimento Vertical

Na direção Y o movimento é uniformemente variado, portanto cada componente Vy terá um valor. Observe que, vetorialmente, o valor de Vy diminui na subida, anula-se no vértice da parábola (altura máxima) e aumenta na descida de acordo com a Equação abaixo:

Y= Yo + Voyt + 1/2at2,

Sendo que,

Voy = Vo sen Өo,

Onde, a = -g.

1. OBJETIVOS

• Medir a velocidade de uma bola com dois “Photogates” usando o computador.

• Aplicar conceitos de cinemática em duas dimensões para prever o ponto impacto de uma bola no mov. de projetil.

• Considere vários testes na medição da velocidade quando no calculo do ponto de impacto.

2. MATERIAIS:

• Computador e Interface Vernier

• Fita métrica

• Fita adesiva

• Software Logger Pro

• Prumo

• Bola (5 cm de diametros aprox.)

• Dois “Photogates” Vernier

• Rampa

3. Procedimentos Experimental

1.Monte o experimento configurando um pequeno angulo para a rampa como ilustra na figura 1a.

2. Posicione os “Photogates” conforme ilustra a figura 1b. Ligue “Photogate”1 na porta 1 (PORT 1) da interface e o “Photogate” 2 na porta 2 (PORT 2). Prenda adequadamente os “Photogates”.

3. Marcar uma posição inicial sobre a rampa para que você possa rolar a bola a partir do mesmo lugar. Nota: Não deixe a bola bater no chão durante os ensaios de medições de velocidades. Certifique-se de que a bola também não atingir os “Photogates”.

4. Abra o arquivo "EXP 08" do “Physics with Computers (arquivo Logger Pro). Dois gráficos são apresentados, um mostrara o tempo necessário para a bola atravessar os “Photogates” e o outro exibira a velocidade do objeto, para cada ensaio.

5. Você deve digitar a distancia, Δs, entre os “Photogates” (Logger Pro calculara a velocidade). O programa vai dividira essa distancia por intervalo de tempo Δt para obter:

v = Δs/Δt.

Cuidadosamente meça a distancia a partir do feixe do “Photogate” 1 ao feixe do “Photogate” 2. (Pode ser mais fácil medir a partir da borda do “Photogate 1”a borda do Photogate 2). Para uma predição bem sucedida do ponto de impacto, você deve digitar uma medição exata. Ajustar o “Photogate” usando o controle sobre a tela do Logger Pro. Clique OK.

6. Clique COLLECT. Verifique se os “Photogates” estão respondendo corretamente, deslocando seu dedo atraves do “Photogate” 1 e, em seguida, do “Photogate” 2. O “Logger Pro” traca o intervalo de tempo (Δt) para cada instancia que você interrompeu os feixes de luz dos “Photogates”. Clique STOP, em seguida COLLECT novamente, para limpar o ensaio. Preparar para a coleta de dados.

7. Role a bola a partir da marca na rampa e apanhe-a mediatamente apos deixar a mesa. Repita nove vezes. Tome cuidado para não bater nos “Photogates” e os dados de velocidade não serem precisos. Apos o último ensaio, clique STOP para termina a coleta de dados. Anote as velocidades.

8. Inspecione os dados de velocidade. Os valores são os mesmos para cada ensaio? Determinar os valores: média, máximo, e mínimo, clicando uma vez no gráfico (v x t) e STATISTIC. Qual seria um valor mais representativo de todas as dez medições?

9. Cuidadosamente meça à distancia do topo da mesa para o chão. Use um prumo para localizar o ponto no chão logo abaixo do ponto onde a bola vai sair da mesa. Marcar este ponto com fita adesiva, que ira servir como o seu ponto de origem.

10. Use o valor da velocidade