FISICA EXPERIMENTAL

EXPERIÊNCIA 01

OBJETIVOS

Comparação do equilíbrio:

Peso de uma força em uma rampa inclinada, teoria prática e teórica.

Através deste experimento, iremos conhecer com mais clareza sobre o comportamento de um corpo móvel sem velocidade inicial, diante de um plano inclinado. De acordo com o ângulo de inclinação do plano, poderemos analisara aceleração que o corpo adquirirá, descobriremos qual o ângulo adequado para que os corpos possam entrar em movimento, como também estudaremos a importância da atuação das forças sobre os corpos. Todos esses testes serão necessários para a discussão e resolução do anexo de questões apresentados..

INTRODUÇÃO TEÓRICA

INTRODUÇÃO

O plano inclinado trata-se de uma superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes e ocorre quando a direção da superfície plana forma um ângulo com a direção horizontal. Ao mover um objeto sobre um plano inclinado em vez de movê-lo sobre um plano completamente vertical, o total de força F a ser aplicada é reduzido, ao custo de um aumento na distância pela qual o objeto tem de ser deslocado.

Acredita-se que o princípio do plano inclinado foi usado pelos egípcios ao construírem suas pirâmides há 4.000 anos atrás. Durante a metade do século XVIII, Galileu utilizando-se do plano inclinado, pêndulos e fluidos pode analisar experimentalmente a partir do conceito de aceleração e chegar a um de seus objetivos da época, que no momento era aprender mais sobre objetos em queda livre. A utilização do plano inclinado é muito comum em nosso dia-a-dia, o exemplo mais característico de um plano na vida diária seria uma rampa, uma estrada em caracol ou em desníveis.

Para obter uma melhor noção sobre tal assunto, foi feito um experimento utilizando plano inclinado com a finalidade de medir a posição e o tempo de encontro de móveis em MRU, que se deslocam em sentidos opostos.

SOBRE AS LEIS DE NEWTON

Isaac Newton foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo. Sua obra é considerada uma das mais influentes na história da ciência e descreve a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentaram a mecânica clássica.

As leis de Newton são as leis que descrevem o comportamento de corpos em movimento, baseadas nos conceitos de massa e força e nas leis que relacionam estes conceitos físicos às grandezas cinemáticas, além de abordarem as interações entre corpos.

1º lei – Princípio da Inércia: “Todo corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, a menos que este seja forçado a modificar seu estado pela ação de forças impressas a ele.”.

2º lei – Princípio Fundamental da Mecânica: “A força resultante que atua sobre um corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele adquire”. Essa lei pode ser formalizada pela seguinte expressão matemática:

F = m . a

3º lei – Lei da Ação e Reação: “Se um corpo exerce uma força sobre outro, este reage e exerce sobre o primeiro uma força de intensidade e direção iguais, mas de sentido oposto.”. Vale lembrar que essas forças nunca atuam sobre o mesmo corpo.

As leis de Newton são válidas apenas em referenciais inerciais, ou seja, com aceleração nula.

MATERIAIS UTILIZADOS

Uma rampa inclinada.

Um bloco de madeira retangular com um lado de borracha e os outros lisos.

Uma régua

Dois dinamômetros

Plano horizontal

1. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Primeiro foi colocado o bloco de madeira sobre a rampa inclinada, prendendo uma das extremidades em um dinamômetro, depois colocado um outro dinamômetro em cima do bloco. A rampa foi fixada em um ângulo baixo e depois foi aumentado gradativamente o ângulo da rampa, e foi medido a elongação das molas. Seguem os dados anotados na tabela abaixo.

Ângulo Dinamômetro horizontal

10° 0,1N

15° 0,2N

20° 0,3N

30° 0,5N

40° 0,8N

2. Tabela com valores de Px e Py teóricos com os mesmos ângulos medidos na tabela acima.

Ângulo Px (N) Py (N)

10° 0,265 1,506

15° 0,395 1,477

20° 0,523 1,437

30° 0,765 1,325

40° 0,983 1,172

3. Gráfico da força exercida horizontalmente sobre o bloco de madeira em função do ângulo de inclinação da rampa.

4.

5. Grafico da força Px em função do ângulo da inclinação da rampa.

6. Grafico da força Py em funão do ângulo da inclinação da rampa.

7. CONCLUSÃO

Quanto maior o ângulo no plano inclinado maior sera a força Px, ou seja, a força que o bloco tera para aumentar a ignição das molas e quanto menor o ângulo, menor sera essa força Px. Porém, quanto maior o ângulo no plano inclinado, menor será a força Py no bloco, consequentemente força N, tambem sera a menor em quanto menor sera o ângulo maior sera a força Py nobloco. Levando em consideração as afirmações anteriores conclui-se que a força Px aplicada ao bloco é inversamente proporcional a força Py, e para que o bloco permaneça em equilibrio a força aplicada pela mola do dinamometro tem que ser igual a força Px.