Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Turma 2106, Ano 2010
Integrantes:
Álex – 1
Antônio – 2
Ernani – 8
Victor – 37
Licença:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
1)Referencial teórico
Descrição da física por trás de cada etapa
– Etapa 1, Repouso 1 –
Não há muito o que se dizer nesta etapa, já que a resultante das forças é zero e a velocidade inicial é nula. A força peso da massa que realizará movimento vertical (b1) deve ser igual à força que segura o bloco que deslizará na horizontal (b2), seja ela a força da mão puxando o bloco ou pressionando este para baixo, aumentando o atrito do bloco com a mesa, pois é essa que equilibrará o sistema.
– Etapa 2, Momento 1 –
Tem início com a liberação da força que impede o movimento, aonde se começa a entrar a tração exercida entre os blocos b1 e b2, com b1 puxando o fio com sua força Peso e o fio consequentemente puxando o bloco b2 com essa mesma força (considerando-se a inextensibilidade (inelásticidade) do fio(na idealização, óbviamente)). Há o atrito entre o bloco b2 e a mesa que retarda a aceleração provinda do Peso de b1.
– Etapa 3, Momento 2 –
Tem início com o término da etapa 2, ou seja, a chegada ao ponto em que b1 deixa de exercer trabalho no sistema, fazendo com que apenas sobre a força do atrito entre b2 e a mesa realizando trabalho.
– Etapa 4, Repouso 2 –
É o término em sí do experimento, o ponto em que o bloco b2 atinge velocidade nula.
2)Passo-a-passo
Materiais:
– 1 bloco com massa x com um imã de pouca massa (de modo que esta não atrapalhe muito no peso do bloco) para ser colocado em movimento horizontal
– 1 bloco com massa y para ser colocado em movimento vertical
– 1 fio
– 1 sistema eletromagnético ligado à um cronometro para marcar o inicio e término do momento 1.
– 1 sistema mecânico com roldanas
– 1 local em que se irá medir o coeficiente de atrito.
– 1 local para o repouso da massa menor.
Montagem:
Primeiramente prenda o fio ao bloco de maior massa do lado da mesa. Passe o fio pelas roldanas e prenda a outra ponta do fio à massa menor. Leve esta massa menor até a altura mínima que ela atingirá para marcar o local aonde o Momento 1 termina. Regule 1 dos lados do sistema cronométrico neste ponto. Leve agora a massa maior até o ponto em que esta será liberada, marque o ponto para facilitar na hora de montar e repetir o experimento. Regule o outro lado do sistema cronométrico neste ponto. Meça a distância entre estes 2 pontos encontrados. A etapa a seguir é o experimento em si.
Experimento e análise de resultados:
Libere o bloco de maior massa. O peso do bloco y (de valor conhecido) puxará o bloco b2. A força de atrito entre b2 e a mesa (Fat) retardará a aceleração do sistema, resultando em uma aceleração x em direção ao movimento, que será calculada e estará aplicada entre o ponto de início e término do Momento 1. Assim que tiver inicio o Momento 2 teremos que a única aceleração será a da Fat, portanto a resultante das forças será contrária ao movimento até o término do Momento 2. Marcada a distância obtida, repita o experimento quantas vezes julgar necessário. Calculando uma média aritmética entre os valores obtidos (tempo entre início e término do M1 e distância entre o ponto inicial e o final do M2).
Agora parte-se para a parte mais algébrica do experimento, a análise de resultados. Seguindo a análise teórica do cálculo do coeficiente de atrito do grupo ( http://aprendendofisica.pro.br/alunos/index.php/1A-cp2-2010/mini-roteiro-experimental-referente-ao-trabalho-da-2o-cert-de-fisica ), sendo X a distância percorrida entre o início e fim do Momento 2 e eliminando o tempo t (já que este NÃO É o tempo de duração do Momento 1, e portanto não estaremos o medindo), e utilizando-se dos resultados obtidos pelo grupo teremos que:
Para os resultados obtidos pelo grupo:
aceleração no Momento 1 -> v=at -> X/t=at -> a=X/t² -> a=1,174/0,9409=1,25m/s²
velocidade no inicio do Momento 2 -> v=at -> v=1,21m/s
coeficiente de atrito(μ ), adotando g=10m/s² -> x= v²/(2μ.g) -> 0,578= 1,46/2μ.10 -> μ=1,46/20.0,578 -> μ= 1,46/11,56 -> μ= 0,13
Tenha-se em mente que, embora as massas não tenham sido citadas no nosso cálculo de atrito, diferentes massas resultarão em diferentes acelerações no sistema, embora estas NÃO ALTEREM o valor de μ. Aumentando ou diminuindo as massas a velocidade inicial do Momento 2 aumentará ou diminuirá também, o que, reforçamos, não irá alterar o valor de μ.
– Para que insiste que a massa deve ser usada para se calcular μ –
A aceleração do sistema no momento 1 é |a|=m1g-m2gμ , enquanto no momento 2 é |a|=-m2gμ . Porém, se utilizarmos nosso conhecimento em cinemática a definição destas massas torna-se inútil [[PARA SE ACHAR μ]]. Se quizermos saber o módulo da Força de atrito, ou até mesmo do Peso, aí sim teremos que conhecer as massas.
– Dicas para quem ainda quer mais algumas –
Repita o processo algumas vezes. Busque obter a situação mais uniforme possível (nossa mesa tinha buracos, tente evitar esse tipo de coisa). Até os maiores profissionais do ramo tem de lidar com erros.
