Relatório - Experiência Leis De Newton

RESUMO

O experimento consistiu em comprovar as leis da dinâmica de Newton. Para tal comprovação foi usado um bloco em um trilho sem atrito que se movia devido a uma força externa provocada pela queda de um porta pesos presa ao bloco por uma linha. Usando um sistema fotoelétrico e o auxilio de um computador foi possível realizar medições do movimento. Tais medições geraram alguns gráficos e tabelas acerca do movimento que serão usadas para a analise do movimento.

SUMARIO

INTRODUÇÃO

AS LEIS DE NEWTON

ENERGIA

COLETA DE DADOS

ANALISE DE DADOS

TERCEIRA LEI DE NEWTON

CONSERVAÇÃO DE ENERGIA

1.0 INTRODUÇÃO

A ideia de força é bastante relacionada com a experiência diária de qualquer pessoa. Sempre que puxamos ou empurramos um objeto, dizemos que estamos fazendo uma força sobre ele. É possível encontrar forças que se manifestam sem que haja contato entre os corpos que interagem. Por exemplo: um ímã exerce uma força magnética de atração sobre um prego, mesmo que haja certa distância entre eles; um pente eletrizado exerce uma força elétrica de atração sobre os cabelos de uma pessoa, sem necessidade de entrar em contato com eles; de forma semelhante, a Terra atrai os objetos próximos à sua superfície, mesmo que eles não estejam em contato com ela. A força com que a Terra atrai um corpo é o peso deste corpo. Sempre que ocorrer uma mudança no estado de movimento de um corpo, teremos a atuação de uma força. Unidade (SI): Newton (N)

1.1 As leis de newton

Há três princípios fundamentais na mecânica classica, conhecidos como Leis de Newton, que são enunciadas a seguir:

Princípio da Inércia (1ª Lei de Newton): Quando a resultante das forças é nula, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento continua em movimento em linha reta e com velocidade constante.

Princípio Fundamental da Dinâmica (2ª Lei de Newton): A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à força resultante que atua sobre ele e tem a mesma direção e o mesmo sentido desta força.

A força resultante que age em um ponto material é igual ao produto da massa desse corpo pela sua aceleração

Fr = ma

e considerando Fr como sendo o somatório de todas as forças que agem no corpo, poderá ser escrita na forma

∑▒〖F=ma〗

Princípio da Ação e Reação (3ª Lei de Newton): A toda força de ação corresponde uma força de reação, com o mesmo módulo, mesma direção e sentidos OPOSTOS. Ação e reação estão sempre aplicadas em corpos distintos, portanto AÇÃO E REAÇÃO NUNCASE EQUILIBRAM. Ação e reação têm SEMPRE O MESMO MÓDULO, mas podem produzir efeitos diferentes.

2.0 COLETA DE DADOS

Foram colocadas massas no carrinho e no porta pesos

Nos primeiros seis conjuntos, a interface computacional foi configurada para registrar espaço, velocidade e aceleração a cada 25ms; no sétimo conjunto, não foi registrada a aceleração.

Após a estabilização do fluxo de ar que torna o efeito do atrito praticamente nulo, o carrinho foi solto e foram realizadas as medidas através do software.

A Região dos gráficos correspondente à desaceleração do carrinho causada pelo seu impacto com o trilho foi descartada.

Foi feita a regressão linear do gráfico, Aceleração x Tempo.

Os arquivos com os dados foram salvos.

A Distribuição das massas no carrinho e no porta pesos e suas respectivas incertezas seguem nas tabelas abaixo:

Massa do carrinho Massa do porta-pesos Massa da linha

(187,80,00±0,05)g (17,8±0,05)g (0,10±0,05)g

Massa no carrinho Massa no porta-pesos

100g 10g

80g 30g

60g 50g

40g 70g

20g 90g

0g 110g

Cálculo das incertezas de medidas diretas relativas a massa do carrinho e do porta pesos

A partir do desvio padrão, pode-se calcular os erros estatísticos:

Já o erro sistemático é calculado como a soma do mínimo , mais um erro observacional adotado como 0,01g, portanto:

O menor incremento digital da balança é 0,05g, assim:

Erro sistemático: + 0,01g = 0,03g

Para o carrinho.

Desvio padrão: 0,01g

Erro estatístico: 0,01g

Incerteza: 0,01g + 0,02g = 0 ,03g

Para o porta pesos.

Desvio padrão: 0,01g

Erro estatístico: 0,01g

Incerteza: 0,01g + 0,02g = 0,03g

Para a linha:

Desvio padrão: 0,01g

Erro estatístico: 0,01

Incerteza: 0,01g + 0,02g = 0,03g

Portanto:

Massa do carrinho Massa do porta-pesos Massa da linha

(187,80,±0,03)g (17,80±0,03)g (0,10±0,03)g