Experimento De Alcance Num Lançamento Horizontal De Projétil Pronto

Relatório apresentado ao Componente Curricular de Princípios e Fenômenos da Mecânica do Curso de Ciências e Tecnologia da UFRN como parte do processo avaliativo referente à 2ª Unidade.

Professor: Dr. Ronai Machado Lisbôa.

NATAL/RN

2011.2

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 4

2 OBJETIVOS 5

2.1 OBJETIVO GERAL 5

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 5

3 PRÁTICA EXPERIMENTAL 5

3.1 MATERIAL EXPERIMENTAL 6

3.2 MONTAGEM EXPERIMENTAL 6

3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 7

4 RESULTADOS 7

5 CONCLUSÕES 9

REFERÊNCIAS 9

INTRODUÇÃO:

Sabemos que de acordo com a Primeira Lei de Newton um corpo se mantém em repouso ou em Movimento Retilíneo e Uniforme (M.R.U.V.) caso as forças atuantes se equilibrem ou não haja força interagindo com aquele corpo. Em situação contrária a estas, ou seja, atuando uma força resultante sobre o corpo ou sistema de partículas haverá uma alteração no estado em que ele se encontra, configurando dessa maneira um movimento acelerado.

No caso de um sistema de partículas a força resultante atuando no centro de massa proporciona um movimento de translação acelerada, já se essa força atuar distante desse centro de massa ocorrerá o movimento de rotação acelerado em torno de um eixo imaginário além do movimento de translação.

Contudo, havendo apenas uma força de atrito estática entre a superfície do corpo, esférico por exemplo, e a superfície na qual este corpo está em contato, surgirá o movimento de rotação uniforme.

Se o corpo esférico não deslizar sobre a superfície na qual está em contato é possível afirmar que a variação do espaço () equivale ao comprimento de arco da circunferência e consequentemente é diretamente proporcional a variação do ângulo () sendo o raio daquele corpo esférico constante:

Através da relação variação do espaço () e variação do tempo () se obtém a velocidade em um ponto localizado na zona periférica do corpo esférico, dessa maneira, derivando-se a equação acima se tem:

Onde, é a velocidade angular e é a velocidade periférica ou tangencial.

A variação da velocidade periférica () em relação à variação do tempo () representa a aceleração periférica ou tangencial (), da mesma forma a variação da velocidade angular () em relação à variação do tempo () representa a aceleração angular ():

A partir das equações demonstradas logo acima e dos princípios da Energia deduz-se as equações que prevêem os alcances do corpo esférico em lançamento horizontal.

Considerando o movimento de rotação do corpo esférico utiliza-se a seguinte equação:

Desprezando o movimento de rotação utiliza-se a equação:

O experimento descrito nesse relatório abordará os conceitos e as equaçõe demonstrados até aqui.

OBJETIVOS

OBJETIVO GERAL

Estudar o lançamento horizontal de projéteis

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Coletar dados referentes ao lançamento horizontal de projéteis através do experimento realizado;

Fazer e interpretar os gráficos teóricos (com e sem energia de rotação) e experimental;

Comparar o movimento de lançamento nos dois casos estudados e identificar qual melhor explica os resultados experimentais.

PRÁTICA EXPERIMENTAL

MATERIAL EXPERIMENTAL

Régua;

Tripé;

Conjunto de mecânica arete II (plataforma e rampa de madeira com canaleta, onde serão efetuados os lançamentos);

Esfera metálica (objeto de lançamento);

Fio de prumo;

Papel seda;

Papel Carbono.

MONTAGEM EXPERIMENTAL

Primeiramente acoplou-se a haste ao tripé e, em seguida fixou-se na haste o Conjunto de mecânica arete II (plataforma e rampa de madeira com canaleta, onde serão efetuados os lançamentos), de modo que sistema ficasse idêntico ao esboço abaixo.

Após a montagem das partes, fixou-se duas folhas de papel seda na bancada com fita adesiva, de forma que ficassem próximas ao tripé. Para realizar a marcação do ponto de impacto da esfera sobre a mesa, usou-se o papel carbono sobre o papel seda.

Depois disso, engatou-se a extremidade do fio de prumo na rosca existente na extremidade da plataforma da rampa, esperou-se o fio se estabilizar e marcou-se no papel o ponto abaixo dele, que corresponde ao x0.

A medição da altura (h), em que a esfera foi lançada, foi dada pela soma da altura (h’), que corresponde a distância entre linha da base e a mesa, com a altura (h”), que corresponde as marcações na rampa. Com o auxilio da régua, mediu-se as alturas h’ e h0, onde a ultima é a altura entre o nível de saída da rampa e a mesa. Então anotou-se os valores como mostrado nas tabelas 1 e 2.

h’ = 472mm

h0 = 480mm

Tabela 1: Alturas

Para cada altura h” utilizada para largar a esfera, calculou-se uma altura h correspondente (h = h’+h”).

h” (mm)

h(mm)

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