Relatorio Fisica Um

RECONHECIMENTO DAS CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE UM MÓVEL SOBRE UMA RAMPA

OBJETIVOS

Ao término desta atividade o aluno devera ser capaz de:

Reconhecer os efeitos da força motora Px e sua equilibrante. Tensão, compressão, atrito, etc.;

Reconhecer os efeitos da componente ortogonal da força-peso Py e sua equilibrante (normal).

Reconhecer a dependência de Px e Py em função do ângulo de inclinação da rampa;

Reconhecer a dependência de Px e Py em função da massa envolvida e da aceleração gravitacional no local.

MATERIAIS

Plano inclinado com acessórios

Um dinamômetro de 2N

Um dinamômetro de 5N

MONTAGEM

Montamos o equipamento conforme a figura abaixo, fixamos o dinamômetro de 2 N entre os dois parafusos existentes no topo do plano.

Prendemos o carro com as massas (pelo cordão) ao dinamômetro, cuidando para que sua escala móvel não se atrite coma a capa, de modo que o gancho do carro fique para baixo (para isto elevamos um pouco a rampa).

ANDAMENTO DAS ATIVIDADES

Figura 1 – Montagem do equipamento

Fonte – Os Autores

Verificamos o “zero” do dinamômetro (Observação: Para zerar o dinamômetro de 2N e necessário deixá-lo na horizontal), determinamos com o dinamômetro o peso do carro (com as massas acopladas), o qual foi 1N.

Giramos o sistema tracionado e elevamos o plano para o ângulo de 15 º.

Batemos levemente com o dedo no corpo do dinamômetro para eliminar a frenagem e o atrito entre os cilindros de escala da capa.

Identificamos as forças que atuam neste momento sobre o móvel as quais foram: Força Peso, , Py, Normal, Tração e Atrito. Neste caso o experimento foi feito desprezando a força de atrito.

Liberamos o dinamômetro do móvel e observamos que o carrinho móvel desceu ao longo da rampa. Sabemos que a força peso atua segundo a orientação do gancho com a carga dependurada no carro, no entanto, quando livre, o móvel executou um movimento ao longo da rampa. O agente físico responsável por este deslocamento é o componente chamado componente motora.

PARTE II

Com o valor da força peso igual a 1N e a inclinação da rampa 15º calculamos o valor da componente , o qual o resultado foi igual a 0,25 N, e logo em seguida determinamos sua orientação como paralela ao plano inclinado com sentido para cima e determinamos o valor de no experimento como 0,26 N.

Valor Calculado 0,25 100%

Valor Lido 0,26 x

Sendo x=12

Calculamos assim o percentual de erro, o qual foi 12%.

O pino central do carrinho dá a orientação da reta normal à rampa, calculamos então o valor da força normal e determinamos sua orientação a qual é perpendicular ao plano inclinado com sentido para cima.

N=Py

Py=P.cos15 º Py=1 .0,96

Py=0,96 N

Refizemos as atividades anteriores, mudando apenas o valor do ângulo de 15 º para um ângulo de 25 º e confrontamos os valores lidos com encontrados pelos cálculos analíticos, verificamos que a força aplicada pelo dinamômetro foi de 0,46 N.

Px=P .sen25º Px=1 .0,42→ Px=0,42 N

Py=P .sen25º Py=1 .0,90→ Py=0,90 N

Valor Calculado 0,42 100%

Valor Lido 0,46 x

Sendo x=9,5

Novamente calculamos o percentual de erro que foi igual à 9,5%.

Comparamos os resultados encontrados e verificamos a relação existente entre o ângulo de inclinação da rampa e os valores das componentes Px e Py, chegando a conclusão que, a medida que o ângulo se aproxima de 90 º o valor de Px tende a aumentar, devido ao valor de seno do ângulo se aproximar de 1, e o valor de Py tende a diminuir, devido ao valor de cosseno do ângulo se aproximar de 0.

Tabela 1 – Ângulo x Componente Px e Py

Ângulo Componente Px (N) Componente Py (N)

15 º 0,25 0,96

25 º 0,42 0,90

Fonte – Os autores

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PARTE III

Observamos o sistema a seguir, com um ângulo de 30°.

Figura 2 – Montagem do Equipamento.

Fonte – Os Autores

Elaboramos o diagrama de forças.

A partir do diagrama de forças desenhado, determinamos que o peso do conjunto “B” igual a 5 N mantendo o sistema em equilíbrio.

A-PxA=T FR=0 PB=P.sen30º

B-PxB=T PB=1 .0,5→ PB=0,5 N

Anotamos o peso do móvel a calculado anteriormente, no qual o valor e A = 1 N.

De posse dos valores calculados e dos valores obtidos experimentalmente, conferimos o equilíbrio (verificamos se os corpos permanecem em equilíbrio utilizando o plano inclinado e o dinamômetro no lugar do corpo B).

Observamos que a força foi de 0,52 N.

Valor Calculado 0,50 100%

Valor Lido 0,52 x

Temos x=4→Com um percentual de erro de 4%

A orientação é paralela ao plano inclinado com sentido para baixo, o valor da força caso o fio (F) rompesse é 0,5 N e o fenômeno que atuaria no sistema é MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado). Caso o fio rompesse a aceleração adquirida pelo carrinho seria 0,5 m/s², calculamos desprezando qualquer tipo de força de atrito.

Força Pes→ P=m .g

1=m .9,8 → m=1/9,8 →m=0,10g

Força Resultante→ Fr=m .a

0,50=0,10 .a→ a=0,50/0,10→ a=5 m/s²

Utilizando o mesmo esquema anterior, porem tomando o ângulo de 35°, elaboramos o diagrama e determinamos o peso do corpo B para que o sistema fique em equilíbrio.

PxA = T

PxB = T

PxB = Px = 1.sen 35º

PxB = Px = 0,57N

PB = 0,57N

Agora, com os valores dados e calculados, verificamos se os corpos permanecem em equilíbrio utilizando o plano inclinado e o dinamômetro.

Valor calculado 0,57 100%

Valor lido 0,64 x

X = 12%

Caso o móvel fosse abandonado sobre a rampa, sua força resultante seria 0,57N e o fenômeno que a força tenderia a provocar seria MRUV; Px = 0,57N e a aceleração adquirida pelo móvel seria 5,7 m/s2 desprezando qualquer tipo de atrito.

0,57 = 0,10.a P = m.g

a = 5,73 m/s2 1 = m . 9,8

m= 0,10g