Colégio Pedro II – Centro
Grupo: Daniel Bressan nº 6 Turma: 2106
Daniele Ximenes nº 7
Lívia Biagio nº 17
Luíza Najar nº 22
Referencial teórico:
Situação do Problema: A situação inicial do sistema é o repouso, a partir de dois blocos, ligados por um fio(considerado inextensível), o primeiro suspenso a uma altura h, que se moverá na vertical, e um segundo, que se moverá na horizontal. Nessa situação inicial o sistema está sob a ação da 1ª Lei de Newton, o princípio da inércia. Sob o bloco dois(horizontal) atua a força exercida por uma “trava”, que impede que o sistema entre em movimento ao tornar a normal do bloco 2 maior, de modo que a força de atrito também aumenta, anulando a força peso do bloco 1(exercida no bloco 2 pela tração), tornando a soma das forças igual a zero.
Quando essa “trava” é removida, a força resultante deixa de ser nula e o sistema entra movimento. As forças atuantes no sistema passam a ser a força peso do bloco 1 e a força de atrito do bloco 2, que atuam em sentidos contrários, se subtraindo e criando aceleração conforme a 2ª Lei de Newton. A tração atuante tanto no bloco 1 como no 2 é explicada pela 3ª Lei de Newton.
A situação final, também terminando em repouso, se dá quando o bloco 1 chega ao chão, passando a existir uma força normal que anula a força peso. Desse modo o bloco 1 para de se mover. O bloco 2, por sua vez, não sendo mais “puxado”, está somente sofrendo a ação da força de atrito, que o leva a desacelerar até parar, percorrendo certa distância após o bloco 1 chegar ao chão(distância x). Desse modo temos que o movimento total do bloco 1 é igual a h e o do bloco 2 é igual a h+x.
Experimento X Simulação: Ao se realizar um experimento, diferente de uma simulação, obtêm-se por vezes resultados diferentes, em uma mesma situação. Tal tipo de erro envolve fatores aleatórios, inexistente em simulações, criando a necessidade de se fazer diversas medições para se obter um resultado mais preciso. Além disso, em um experimento deve-se considerar a possibilidade de diferentes tipos de erro, havendo a necessidade de se buscar medidas o mais preciso possível, enquanto em uma simulação os valores podem ser arredondados. Essa diferença entre valores obtidos por simulação e por experimento estão explícitas nos dois valores diferentes encontrados para a aceleração(na parte “Resultados”).
Passo-a-passo:
Materiais: 2 blocos, que formarão o sistema;
cronômetro;
trena, ou qualquer outro instrumento para medir distâncias;
fio “inextensível”;
roldana de metal(cuja massa será desprezada);
uma superfície sobre a qual o bloco 2 deslizará, sofrendo a ação do atrito.
Montagem: Um fio ligando os dois blocos, um suspenso e outro sobre a superfície, passando por uma(ou mais de uma) roldana de modo a fazer com que deslocamento dos dois blocos seja, em módulo, igual enquanto houver atuação da tração(somente em módulo, pois uma se moverá verticalmente, para baixo, enquanto a outra se moverá horizontalmente, “puxada” pelo fio).
Procedimentos: As medidas que deverão ser feitas para se obter o coeficiente de atrito e da aceleração experimental serão:
As massas dos blocos, sendo, na fórmula em questão, a massa 1 a do bloco que se move verticalmente e a massa 2 a do bloco que se move horizontalmente;
h – a distância que o bloco 2 percorre até que a tração pare de agir sobre ele, também podendo ser medido pela altura que o bloco 1 se encontra;
x – a distância que o bloco 2 percorre depois que a tração para de agir sobre ele, até que pare, sendo também a diferença entre a distância total percorrida pelo bloco 2 e h;
o tempo para que os blocos percorram a distância h.
Em seguida deve-se aplicar a fórmula: µ=(m1.h)/[x(m1+m2)+m2.h], para se encontrar o coeficiente de atrito e a fórmula 2.h/t², para se encontrar a aceleração experimental.
Dicas: É de grande utilidade o uso de sensores que liguem e desliguem o cronômetro, localizados na posição inicial do bloco 2 e a uma distância horizontal igual a h.
Verificar-se as medidas, para prevenir erros nos cálculos.
Somente arredondar os resultados ao final dos cálculos.
Repetir o experimento diversas vezes, tirando a média das medidas obtidas, para obter um resultado com maior validade, mais próximo do “real”.
Garantir-se de que a roldana não “trave” e que o fio não se solte.
Resultados(com aproximação de 2 casa decimais):
Média dos valores encontrados para o tempo para que a distância h fosse percorrida: 1,24s
Valor da distância h: 1,40m
Média dos valores encontrados para a distância x: 0,50m
Coeficiente de atrito: 0,44
Aceleração experimental no momento em que a tração atua no bloco 2: 1,81m/s²
Aceleração teórica no momento em que a tração atua no bloco 2: 1,60m/s²
Aceleração teórica no momento em que não há mais tração: 4,43m/s²
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