Fisica Trilho De Ar

O trilho de Ar

O trilho de ar foi projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto entre a superfície do trilho e superfície do corpo. Esse corpo será aqui chamado de carrinho. O sistema é construído de tal forma que ao longo de toda extensão do trilho existam pequenos orifícios, os quais são responsáveis pela saída de ar proveniente do compressor. Portanto, existe uma camada de ar que mantém o carrinho “flutuando” e com atrito reduzido. Dessa forma, nesta prática experimental podemos desprezar a perda de energia por atrito entre o trilho e o carrinho.

Na pratica, uma “mola real” obedece à lei de Hooke ate certo valor de deformação que chamamos de limite elástico. A partir deste valor, a deformação da mola se torna permanente. Podemos usar o fato da forca restauradora de uma mola ser proporcional a sua deformação para medir forcas em situações estáticas.

O oscilador harmônico é um sistema muito utilizado. Esse é um modelo de sistemas macroscópicos, como vibrações na rede (fônons), e microscópicos do átomo, sendo ainda um dos poucos sistemas físicos que tem solução exata.

F = - K x (1)

A força restauradora que atua sobre uma massa M presa a uma mola de constante K é:

Onde xé o alongamento ou encurtamento da mola e K é chamada de constante elástica da mola. Seu valor e uma característica da mola.

A velocidade da massa é: v = dx/dt e a aceleração a = dv/dt = / •. Pela 2ª lei de

Newton:

Na equação (2) não é totalmente satisfatória, pois, não permite alcançar o objetivo básico: prever o movimento. Assim, devemos transformar a equação no tipo x = f(t). Em cálculo aprenderemos resolver equações diferenciais. No laboratório usaremos o método empírico. Sabemos que um corpo preso a uma mola irá oscilar. Sabemos também que as funções seno e/ou co-seno descrevem oscilações. Tentemos então a função:

Sendo o a frequência angular. Substituindo x e sua segunda derivada em (2) obtém-se que

Para sistemas com mais de uma massa (exemplo: duas massas presas por uma mesma mola), amassa m na equação (4) deve ser substituída pela massa reduzida.

O objetivo desta experiência é estudar o movimento de um corpo sob ação de uma força conhecida, na ausência de atrito, e verificar a dependência da intensidade da aceleração produzida com a massa do corpo. Além disso,aprenderá como determinar experimentalmente o valor da constante K e a frequência de oscilação de um oscilador harmônico através de vários experimentos que utilizam o sistema massa-mola.

- Massas; - Molas;

- Trilho de ar;

- Compressor de ar;

- Cronômetro;

- Balança MONTAGEM

A montagem do experimento foi montada com o auxilio de um técnico de laboratório, ficando responsável pelo nivelamento e regulagem do aparelho o realizador do experimento.

demais massas

De inicio foi nivelado o aparelho para que ficasse em condições adequadas para realização do experimento. Em seguida foi ligada a turbina aumentando o fluxo de ar até o necessário para eliminar o atrito e a superfície do trilho. Posicionou-se o carrinho, desconectado da mola, próximo à parte central dotrilho de ar e verificou-se o nivelamento do trilho. Depois foi medida a massa do carinho e as massas que será utilizada no experimento. Logo depois foi escolhida uma das três molas que serão utilizadas durante o experimento dais quais se tem uma mola fina, uma mola média e uma mola grossa. Foi ligado o cronômetro digital ajustando o sensor de acordo com a posição do carrinho, iniciando o experimento apenas com a massa do carinho e anotado em uma tabela as dez medidas de tempo e frequência e sucessivamente com as

Tabela I (mola média)

Tabela da mola média Massa do carrinho é 192g 0,192kg 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante √

K= K =21,76 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +50g = 242g 0,242 kg 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =21,8 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +100 = 292g 0,292 kg

√ 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =18,70 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +150 = 342g 0,342 kg

√ 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

√ K = K =19,36 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +200 = 392g 0,392 kg 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =19,52 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +250 = 442g 0,442 kg

√ 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =23,78 N/m

Mola média ( ) Massa do carrinho é 192g +300 = 492g 0,492 kg

√ 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =24,32 N/m

Mola média ( )

1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª Média Final

Equação para Calculador a constante

K = K =20,16 N/m

Mola