Atividade Experimental: Leis de Newton

Grupo:  Larissa Ramos – nº 14

Lorena Scussel – nº18                                                  Turma:106

Lucas Vidal- nº 19

Natália Fernandes- nº29

Durante a segunda certificação,  nós tivemos que acessar a simulação do experimento a seguir, que tem como objetivo principal, aprofundar a aplicação das Leis de Newton. Tivemos que estudá-lo e entendê-lo teoricamente. Agora, durante a terceira e ultima certificação, tivemos que reproduzí-lo no laboratório de Física e elaborar um “passo a passo”, que pode vir a servir como roteiro para qualquer pessoa que quiser reproduzí-lo também.

Materiais Necessários:

– Dois blocos: Bloco 1, de massa  m1=2,19kg que se moverá horizontalmente, e Bloco 2, de massa m2=1,57kg, que se moverá verticalmente;

– Uma trena, para medir as distancias necessárias.

– Fio inextensível

– 2 Roldanas fixas

– Cronômetro

– Uma superficie disponivel para que o bloco1 deslize provocando atrito.

– Um balde para “receber” o bloco 2 no momento em que ele percorre a distancia “h” em que se encontrava inicialmente.

Passo a passo: A situação inicial do experimento deve estar em repouso, se encontrando sob a 1ª Lei de Newton, que diz: um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, ao menos que uma força seja aplicada sobre ele. Os blocos 1 e 2 devem estar ligados, pelo fio inextensível, que deverá passar pelas duas roldanas, de modo que haja uma transferência de forças entre os blocos . O bloco 2 deverá ser preso a uma certa altura “h”. Quando o mesmo for solto, o sistema entrará em movimento, e com isso, passará a valer a 2ª Lei de Newton, cujo principio é:  A Força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração adquirida, pois bloco 1 deixará de se encontrar em repouso,  será deslocado horizontalmente,  percorrendo x1 , que é a distancia que se encontra acelerando;

No experimento que fizemos, o bloco 1 possuia um  sensor que ligava e desligava o cronomêtro , de maneira em que o cronômetro parou no instante em que o bloco começou a desacelerar . O sistema começa a desacelerar quando o Bloco 2 percorre toda a altura h, e com isso, irá se encontrar em repouso depois da queda pois, na tal queda, ele  irá diretamente em direção ao balde. Neste momento,  a Força Normal do balde anula Força Peso do bloco 2.  O bloco 1, porém, continua acelerado,  e permaneceria com velocidade constante, se não fosse a Força de Atrito do mesmo atuando em sentido oposto à velocidade dele, o que faz com que o sistema seja retardado, até chegar em repouso, percorrendo a distancia x2.

Com o auxilio da trena, será feita a medição da distância em que o bloco 1 se acelerava e se desacelerava . A tração no fio, entre o bloco 1 e bloco 2 pode ser explicada pelo Principio da Ação e Reação, como já sabemos.

E com o cronometro, será possivel descobrir durante quanto tempo o bloco ficou acelerado, ou desacelerado.

Com isso, pudemos obter todos os dados necessários para conseguirmos cumprir o objetivo inicial de nossa atividade, que era descobrir a aceleração experimental e o valor de “μ ” experimental

Foram medidos na hora:

– Distancia média do bloco 1 acelerando:  x1= 1.23 m

– Distancia média do bloco 1 freando: x2= 0.5 m

– Tempo médio que passou acelerando: t= 0,91 s

– Altura em que o bloco 2 se encontrava: h= 1,40 m

Usando as medidas acima, podemos encontrar, a partir de formulas que virao a seguir, a aceleração experimental, a aceleração teórica e o coeficiente de  atrito.

Coeficiente de atrito: μ= m1.h/x(m1+m2)+m2.h

μ= 2,19.1,40/ 1,73.3,76+1,57.1,40

μ= 3,066/6.5048+2.198

μ=3.066/8,7028

μ= 0,35

Aceleração experimental: X1= a.t²/2  >  1.23= a.(0,91)²/2

1,23= a. 0,8281/2

2,46= a. 0,8281

a= 2,46/0,8281

Ae= 2,97 m/s²

Aceleração teórica: At= m1-μm2/ m1+m2

At=2,19- (0.35.1,57)/3.76

At=2,19-0,5495/3.76

At=1,6405/3.76

At=0,4 m/s²

> Pudemos perceber que houve uma diferença consideravel entre os valores da “Aceleração Teórica” e da “Aceleração Experimental“. Isso aconteceu porque na teoria do experimento, todos os calculos são, supostamente, perfeitos, não há margens de erros nem fatores externos que atrapalhariam o experimento. Já na prática, a realidade é outra. Os calculos nunca serão completamente com os dados da teoria, pois, na prática, sempre haverá erros, que podem acontecer devido:

-a instrumentos defeituosos (no caso, balança, roldana, cronometro, fita métrica…)

– arredondamentos de medidas

– a fatores imprevisiveis, como vento, mau alinhamento do fio de nailon , imprecisão dos instrumentos-> São de dificil controle, sendo na maior parte das vezes acidentais.

Dicas para quem for realizar o experimento:

Para minimizar os erros é necessário planejamento e recursos técnicos adequados. Devemos evitar ao máximo os arredondamentos.   Para diminuir a probabilidade de erros aleatórios,  é preciso repetir o experimento várias vezes, para chegar num resultado médio das medidas obtidas. Verificar se a roldana está fixa e sem trava. Conferir se o fio inextensivel está exatamente paralelo à uma linha pré- estabelecida na superficie horizontal, sem curvas, inclinaçoes, etc, para evitar distorções na realização do experimento.