Colégio Pedro II – Unidade Centro
Turma: 2108
Grupo: Bruna Novellino (06)
Daniela Lopes (13)
Giullie Fernandes (20)
Luciana Paz (23)
Nós autorizamos que nosso trabalho seja reproduzido e utilizado por aqueles que necessitarem de suas informações, somente será necessário apresentar nossa autoria caso o trabalho (ou qualquer parte do mesmo) seja copiado e não tomado simplesmente como base ou referência para uma nova produção textual.
Referencial teórico:
Assim como no primeiro trabalho feito sobre o mesmo experimento, será apresentada aqui a física que está envolvida na experiência realizada. Neste experimento encontramos envolvidas as três Leis de Newton, cada momento do sistema é explicado a partir de uma delas:
– o momento em que o corpo A e B encontram-se em repouso, pode ser explicado pela 1ª Lei de Newton (o princípio da Inércia) – todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que forças aplicadas sobre ele o obriguem a mudar o seu estado;
– a força peso que cada bloco exerce e os momentos em que há atuação das trações no sistema, incluindo também o momento em que a tração do bloco A deixa de puxar B (mas este continua a movimentar-se durante um tempo devido a força que já foi aplicada sobre ele) podem ser explicados pela 2ª Lei de Newton (a força) – um corpo muda seu movimento de acordo com a direção e sentido da força matriz aplicada sobre ele(F = m.a);
– as trações possuem forças iguais. A maneira como elas atuam sobre os corpos (quando um bloco puxa o outro, este irá mover-se de maneira proporcional a força que está sendo impressa sobre ele) pode ser explicada pela 3ª Lei de Newton (princípio da ação e reação)- toda ação corresponde a uma reação de força e direção iguais, porém em sentidos opostos.
A simulação difere de maneira significativa do experimento. Na teoria não são considerados os erros que nos levam na experiência a resultados diferentes. Erros que podem atrapalhar o processo fazendo com que tenhamos que recomeçá-lo, como o sensor que repetidas vezes falhou na hora de pausar o cronômetro (sendo assim não havendo garantia de que quando pausou, foi no exato momento em que B passou pelo ponto que começava a desacelerar) e o fio que saía da polia. Tirando os problemas de erros experimentais (por instrumentos de medida, arredondamento de números etc.), basicamente foram estes dois já citados que atrapalharam o processo, no qual deveriam ocorrer somente 5 rodadas, que foram aumentadas devido a estes contratempos.
Passo a passo em si:
Após chegarmos ao laboratório, observamos o sistema que estava montado da seguinte maneira: o bloco A encontrava-se em repouso sobre um apoio (uma espécie de banco que estava por sua vez parado no chão) e amarrado a uma das extremidades de um fio (aparentemente inextensível) que passava por uma polia. O bloco B apresentava-se amarrado na outra extremidade do mesmo fio, porém estava em repouso sobre uma mesa plana.
Os materiais utilizados para realizar a experiência foram: um esquadro (para verificarmos se a fita métrica encontrava-se paralela ao lado da mesa); uma fita métrica (para medirmos as distâncias e a altura); uma mesa de superfície plana (onde se encontrava o bloco B ); um cronômetro (para medirmos o tempo que B demorava a alcançar o ponto onde começava a desacelerar); um fio que aparentemente não se estendia (para ligar os blocos A e B ); uma polia (por onde passava o fio, para haver o movimento do sistema); sensores conectados ao cronômetro (para que o cronômetro disparasse e pausasse nos momentos em que o bloco B passasse); um apoio (onde pousava o bloco A); uma caneta de liquid paper (para demarcar os pontos em que soltamos o bloco B e em que há o começo da desaceleração do mesmo).
O objetivo desse experimento é calcular o μk e a aceleração, para conseguirmos alcançá-lo será necessário antes determinarmos tais medidas: a altura (h) que A se encontra da superfície do apoio (esta é a mesma distância que B se encontra do ponto em que começa a desacelerar); a distância (d) que B percorre após A alcançar o apoio; e o tempo (t) que demora para que B alcance o ponto em que passa a desacelerar.
Foram realizadas 5 rodadas do experimento, como todas resultaram em medidas diferentes, fizemos a média da distância (d) e do tempo (t), não será necessário fazer da altura (h), pois está é a mesma para todas as rodadas:
– A média da distância (d) seria em mm: (753 + 686 + 697 + 695 + 731) / 5 = 712,4mm
– A média do tempo (t) seria em s: (1,06 + 1,13 + 1,04 + 1,03 + 1,03) / 5 = 1,058s = aprox. 1,06s
Considerando que aproximadamente: a massa do bloco A seja 200g e massa do bloco B 224g (segundo a informação que nos foi dada pelo estagiário); a altura(h) seja 1,4m; a distância(d) seja 0,71m e o tempo (t) seja 1,06s, nós obtemos todas as medidas necessárias para calcular o μk e a aceleração, estes resultariam (aproximadamente) assim:
– Coeficiente de atrito:
μk = mA • h / (mA + mB ) • d + mB • h
μk = 200 • 1,4 / (200 + 224) • 0,71 + 224 • 1,4
μk = 280 / 424 • 0,71 + 313,6
μk = 280 / 301,04 + 313,6
μk = 280 / 614,64
μk = 0,45
– aceleração experimental:
a = 2 • h / t²
a = 2 •1,4 / (1,06)²
a = 2,8 / 1,1 1,1236s = aprox. 1,1s
a = 2,54 m/s²
– a aceleração teórica (assumindo g = 9,8 m/s²):
a = g • ( mA – μk • mB / mA + mB )
a = 9,8 • ( 200 – 0,45 • 224 / 200 + 224 )
a = 9,8 • ( 200 – 100,8 / 424 )
a = 9,8 • ( 99,2 / 424 )
a = 9,8 • 0,23
a = 2,25 m/s²
As nossas dicas são as seguintes: optar por instrumentos de medida que começam a partir do zero e tenham a medida em milímetros – com cada fração sendo de 1mm – (a fita métrica usada pelo nosso grupo tinha o seu ‘zero imaginário’ começando a partir do interior de um ferro vazado que estava ligado à fita, ainda tivemos que medir a espessura do mesmo para que conseguíssemos medir a altura e a distância, a fita não era dividida de 1 em 1mm, cada fração dela era de 2 mm) neste caso não será garantido que o instrumento de medida esteja correto, mas é uma dificuldade a menos; verificar antes se os sensores estão alinhados corretamente com o sensor que está colado ao bloco B, para evitar o máximo possível de falhas na hora de pausar o cronômetro; antes de puxar B para a sua posição inicial verificar se o fio está corretamente colocado na polia; garantir que o fio que está ligado a B esteja paralelo ao lado da mesa; realizar no mínimo 5 rodadas para conseguir alcançar uma média razoável, para calcular o que deseja.
