RELATORIO DE MRU

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR

UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AMBIENTAL

CAMPUS DE POMBAL

DISCILPLINA:Laboratório de Física

PROFESSOR: José Roberto

SEGUNDA LEI DE NEWTON

RELATÓRIO Nº: 02

AUTOR: TAMIRES DOS SANTOS PEREIRA

MATRÍCULA: 90811037

TURMA: 1 A

Realização do Experimento: 16 / 03 / 2011

Relatório apresentado à disciplina de Laboratório de Física do Curso de Engenharia de Alimentos. Como pré-requisito para obtenção parcial de nota.

Pombal/PB

Março de 2011.

RESUMO

Tal experimento visa mostrar e facilitar o estudo do movimento de um corpo em condições que se aproximam de um sistema sem atrito, calculando a aceleração adquirida por um sistema sob a ação de uma força constante e verificar que a aceleração adquirida por um corpo sob ação de uma força constante é inversamente proporcional à massa do corpo, comprovando assim a segunda lei de Newton, que afirma que “a aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atual sobre ele e tem a mesma direcão e sentido desta resultante”.

INTRODUÇÃO

A segunda lei de Newton relaciona a força resultante e variação da velocidade. Lembrando que a aceleração representa variação da velocidade por unidade de tempo, temos:

Na epressão, é a resultante das forças aplicadas: m é a massa do corpo (uma medida de sua inércia ) e é a aceleração total que o corpo adquire, sendo que as grandezas vetoriais , e possuem sempre, a mesma direção e sentido.

Essa expressão é conhecida também como Lei Fundamental da Dinâmica: a força resultante sobre um corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele adquire e a constante de proporcionalidade é a massa desse corpo. Como a dinâmica é o estudo dos movimentos e suas causas, conhecendo as forças que atuam sobre um corpo, podemos determinar sua aceleraçãoe, com ela, descrever seu movimento com todas as suas características.

Para um determinado valor de , quanto menor o valor de , maior o valor da inércia do corpo, podendo ser descrito da seguite forma:

Pode-se verificar experimentalmente que o valor da inércia de um corpo está diretamente relacionado à sua massa, assim, maior massa significa maior inércia; menor massa, menor inércia.

Quando a resultante das forças que atuam num corpo é nula, dizemos que o corpo está em equilibrio. Porém, de acordo com a Segunda Lei de Newton, se a força resultante é nula, a aceleração vetorial também é nula, isto é, o corpo pode estar em repouso ou movimento retilíneo uniforme (MRU). No primeiro caso (v=0), o equilibrio é dito estático, e no segundo (MRU), o equilibrio é dito dinâmico.

No Sistema Internacional de Unidades, utlizamos a massa em Kg, a aceleração em m/s2 e a força em newton N.

MATERIAIS E MÉTODOS

No experimento realizado fez-se necessária a utilização dos seguintes materiais:

1. Trilho de ar;

2. Sensores fotoelétricos;

3. Eletroímã;

4. Chave liga/desliga;

5. Cronômetro;

6. Sistema de fluxo de ar;

7. Carrinho;

8. Roldana;

9. Porta peso;

10. Pesos de 10 e 20g.

Para a realização deste experimento foi necessária a utilização de um sistema composto por um trilho de ar e sensores para medidas de tempo, além de um carrinho para deslizar no trilho e um peso colocado na ponta do fio, segundo o esquema abaixo:

Após o equipamento devidamente montado, anotou-se a massa do carrinho Mc = 0,2200 Kg, a massa do porta-peso equivale a 0,008 Kg, acrescentou-se aos pinos do carrinho duas massas de 0,020 Kg e duas massas de 0,010 Kg, totalizando 0,060 Kg, considerando a massa da roldana equivalente a 0,005 Kg tem-se uma massa acrescentada Ma = 0,065 Kg.

Suspendeu-se no porta-pesos uma massa de 0,020 Kg, que com massa do mesmo obteve-se a Ms= Mpeso + Mporta-pesos ->Ms= 0,0020+0,008=0,028 Kg, o que resultou em uma força aceleradora obtida pela fórmula:

Assim, obteve-se P= 0,028 . 9,81= 0,2747 N.

Com isso o sistema obteve uma massa total igual à soma das massas acrescentada, suspensa e do carrinho, de acordo com a seguinte fórmula:

M= Ma +Ms + Mc -> 0,065+0,028+0,220-> M= 0,313 Kg

A massa total permanece constante durante todo o experimento, tendo em vista que no decorrer deste houve apenas a transferência de massa do carrinho para o porta-pesos.

O primeiro sensor que encontrava-se localizado a X=0,40m dispara o cronômetro, posicionou-se o seguinte em X1 = 0,55m, sendo que este se encontrava conectado ao terminal S1 do cronômetro, tal deslocamento foi medido entre o pino central do carrinho e o centro do sensor. Posicionou-se os outros sensores em X2 =0,70m; X3 =0,85m; X4 =1,00m e conectou-se os cabos aos terminais S2, S3 e S4 do cronômetro.

O deslocamento é diretamente proporcional ao quadrado do intervalo tempo quando se refere a X0=0 e V0= 0, devido a essa proporcionalidade o segundo intervalo de tempo tem que ser o dobro do primeiro intervalo de tempo.

Ligou-se o eletroímã à fonte de tensão variável deixando em série a chave liga/desliga, o cronômetro foi zerado e em seguida desligou-se o eletroímã liberando o carrinho, anotou-se os intervalos de tempos registrados no cronômetro com as referentes transferências de massa do carrinho para o porta-pesos para a realização do cálculos necessários.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados obtidos no experimento nos permite calcular a força resultante para a primeira repetição com a seguinte fórmula , onde obteve-se:

Fr =