Aprendendo Física em Rede

 Nome do Grupo :  Amanda  Batista  nº. 01                                        

                                      Fatima Tavares   n.º 10                                       Turma: 2104

                                       Renata Vasconcelos  n.º 26

                                        Virgínia Codá              n.º 34 

Neste experimento, utilizaremos dois blocos, uma roldana fixa e um fio.Sendo utilizados uma balança, para medir as massas dos blocos, um cronômetro, para medir o tempo de queda de um deles e uma régua, fita métrica ou trena, q será usada para medir a distância percorrida pelo bloco na horizonal e a altura e que o bloco na vertical se encontrará.
 Os blocos serão denominados de bloco A e bloco B, sendo respectivamente suas massa Ma e Mb, além disso a roldana fixa e o fio permitirão a conexão entre eles, fazendo com que se movimentem.
  Com este sistema ainda em repouso, colocaremos o bloco A sobre a mesa, apresentando um movimento horizontal. Já o bloco B, estará suspenso pelo fio ligado à roldana e seu movimento ocorrerá verticalmente. Com isso, as forças que serão aplicadas sobre o bloco A são peso (para baixo), normal (para cima) e tração (para direita) e sob o bloco B as forças de tração (para cima) e peso (para baixo).
  Todavia, ao soltarmos o bloco B de uma determinada altura ele entrará em movimento e, com isso, acelerará todo o sistema para a direita e para baixo. A partir dai entrará em ação a força de atrito sob o bloco A, visto que ele entrará em movimento. Quando o bloco B atingir o solo, o bloco horizontal continuará a percorrer uma determinada distância até que a sua força de atrito seja maior que a tração ocasionando assim a sua parada. 
  As grandezas físicas presentes neste trabalho serão a força peso que se relaciona diretamente com a massa dos blocos e a gravidade do planeta (P=m.g), além disso, existe o tempo que está relacionado à distância percorrida e por fim há a força de atrito, a qual se relaciona com o coeficiente de atrito da superfície onde o bloco se encontra e a força normal, que neste caso é igual à força peso (Fat = µ.n).

  Fatos que podem ocasionar incertezas:

* O tempo por ser medido através de um cronometro não pode ser exato, uma vez que acionado por nós não ocorrerá exatamente ao mesmo  em que o bloco for solto

*A distância pode ser medida de maneira falha, pois a régua, trena ou fita métrica não são instrumentos exatos.

*Ao arredondarmos as medidas para nosso conforto na hora de fazer os cálculos, tornando-as incertas.

*Desconsiderar certos dados criando uma situação lúdica, como por exemplo, desprezar a resistência do ar, a massa da roldana e do fio.

  Para calcular a aceleração experimental(cinematicamente), é necessário saber o peso da bloco A, a força de atrito e as massas dos 2 blocos.Com isso utilizaremos a fórmula:

a=(mb-ma. µ) .g/ma + mb 

  Para calcular a aceleração esperada (calculada dinamicamente),utiliza a 2ª lei de Newton para um dos blocos:

T- µ(mA.g)= mA.a

ou

mB.g–T= mB.a

  Para calcular o coeficiente de atrito, usa-se a fórmula:
 
µ=(ma.h)/(ma+mb)x + mb.h

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Alunos:
•Jaqueline Alves -   Nº: 13
•Mylena Machado – Nº: 27
•Samira Sayra       – Nº: 34
•Sarah Ramos         – Nº: 35
 
◘Grandezas a serem medidas:

• MASSA dos blocos A e B, utilizados no experimento. Medição: balança
• O TEMPO em que os deslocamentos de ambos os blocos aconteceram . Medição: cronômetro
• A VELOCIDADE dos blocos durante todo o percurso,  em que estes estão em movimento. Medição: através da fórmula V²= 2 x (Ma – fat em B / Ma + Mb) x gh , sendo “h” a altura que o bloco A desce até ser detido por uma placa e o bloco B deixar de ser puxado por uma corda
• A DISTÂNCIA que foi percorrida por ambos os blocos durante o experimento. Medição: fita métrica
• A ACELERAÇÃO do sistema;
  * Por que quando o bloco “A” para de se mover, o bloco “B” continua se movendo?
Nesse caso, o bloco B continua se movendo pois, para que ele pare de se mover, é necessário que a força de atrito atuante sobre o bloco  B seja maior do que a tração do fio. Ao longo do movimento (quando os dois blocos estão acelerados), ambos se movem simultaneamente.
  * A aceleração pode ser calculada de duas maneiras:
→ Através da CINEMÁTICA, com equações de movimento retilíneo uniforme. Como V= V inicial + a x t  ;  S= S inicial + V inicial x t + (at²/2)   ; V²= V inicial ² + ou – 2 x a x ΔS
 →Através da DINÂMICA, com equações como: a= (Ma – µ x Mb / Ma + Mb ) x g

• As FORÇAS que atuam sobre ambos os blocos, sendo:
 →Bloco A: tração e peso;
→ Bloco B: tração, peso, normal e força de atrito;
• Como calculá-las:
→A força peso é calculada multiplicando a massa do objeto pela gravidade (10m/s²)
→A tração é calculada através das leis de Newton, num sistema de equações
→A força normal é a reação da força peso, logo, N=m x g

→A força de atrito (fat) é oposta ao sentido do movimento, e é calculada através da fórmula: fat= µ x Normal
 
* µ :
µ é o coeficiente de atrito cinético, e pode ser obtido através dessa fórmula: µ= Ma x h / (Ma + Mb) x “S” + Mb x h
– Obs: “S” é a distância que o bloco “B” se desloque até que pare. “h” é a distância percorrida pelo bloco “B” até que a tração pare de atuar sobre este

◘Como  as grandezas físicas se relacionam:

As grandezas físicas estão presentes nas fórmulas das equações, e há uma relação de interdepência entre essas grandezas:
Por exemplo, na fórmula V= V inicial + a x t, para a grandeza Velocidade ser calculada, é necessário que as grandezas tempo e aceleração sejam conhecidas (somente NESTA fórmula).
Algumas fórmulas:
 
DE M.U.V. :
→V= V inicial + a x t
→S= S inicial + V inicial x t + (at²/2)
→V²= V inicial ² + ou – 2 x a x ΔS

Não são só as grandezas de M.U.V. que se relacionam. As fórmulas das grandezas físicas “FORÇAS” também se relacionam.
Neste caso, elas estão relacionadas, sem ser pelas grandezas, também pelas leis de Newton (todas elas são).
As leis de Newton são:
1ª: Princípio da Inércia
Se a soma das forças atuantes sobre determinado corpo for igual a zero, este ficará em equilíbrio estático ou dinãmico (movimento Uniforme);

2ª: Princípio fundamental da dinâmica
Se a soma das forças atuantes sobre determinado objeto for maior que zero, ocorrerá mudança de velocidade. Fr= Massa x aceleração

3ª: Lei da ação e reação:
As interações nos objetos sempre ocorrem aos pares, com o mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos. 

◘Erros que podem acontecer neste experimento:

•Nem sempre as medidas presentes em réguas,trenas, etc. estão precias, de acordo com o Sistema de unidades (S.I); isso acabará acarretando uma imprecisão nas medidas dos trabalhos;esse tipo de erro é chamado de sistemático, e este pode prejudicar o trabalho, em seu resultado parcial ou final;

•Quando um erro é provocado por um fator imprevisível, é denominado erro aleatório;

•Imprecisão em cálculos e arredondamento de números;

• Uso de situações que não estão presentes no nosso cotidiano, chamadas de “ideais”. Por exemplo, para calcular a tração, não é levada em consideração a massa da roldana, o nível de elasticidade do fio e em alguns casos, a força de atrito.

Adrianno de Abbadia Sampaio nº 1                 T.2108

Daniel Rosso nº 12

Rafael de Souza Miranda de Azevedo nº30

Neste experimento, as grandezas físicas que deverão ser medidas são as seguintes: as distâncias x e h, as massas dos blocos A e B, a tração da corda, o coeficiente de atrito e as forças de atrito e Normal, estes três últimos no bloco B, a aceleração e velocidade do sistema e, por fim, o tempo.

Essas grandezas se relacionam deste modo: atuam no bloco B, que vai deslizar pelo plano horizontal, a força Normal, que é a reação do plano e igual ao seu peso (mB.g), a tração da corda e força de atrito (μ . N) , que atua no sentido contrário do movimento. No bloco A, atua seu peso (mA.g) e tração da corda. Como estas grandezas são variáveis, dependendo da massa dos blocos, o tempo, a velocidade e também a aceleração irão variar.

Podem ocorrer erros em todo experimento, por isso, para ter medições mais acuradas, o indicado é repeti-lo várias vezes. As possíveis fontes são imprecisões nas medições das grandezas, como, por exemplo, atrasos no cronômetro na hora de medir o tempo de descida do bloco A, e também de escorregamento de B.

Vamos determinar a aceleração do sistema usando a 2ª Lei de Newton (Força Resultante igual a massa multiplicada pela aceleração) para os dois blocos:

-No bloco A:  mA·g-T = mA·a  (Peso – Tração = Massa A vezes Aceleração)

-No bloco B: T – μN = mB·a  (Tração – Força de atrito = Massa B vezes Aceleração)

Então, a aceleração do sistema será determinada com a equação  a = (mA + μ·mB / mA + mB )· g

Por fim, usando os dados que temos no experimento, o coeficiente de atrito μ poderá ser determinado pela equação: μ = mA·h / (mA + mB )x + mB·h

. Gabriela Carvalho n.9; João Miranda n.14; Paula Azevedo n.30; Rodrigo Rocha n.33

II. As grandezas físicas a serem medidas são respectivamente:
•    Massa dos blocos A e B (kg)
•    Tempo de percurso (s)
•    Distância percorrida pelos blocos A e B (m)
•    Aceleração dos blocos A e B e da gravidade (m/s²)
•    Velocidade dos blocos A e B (m/s)
•    Força: Normal (bloco , Peso (blocos A e , Tração (nos blocos A e , de Atrito (no bloco – todas utilizam como unidade de medida N.

III. A ser discutido posteriormente com o professor

IV. Relação entre as grandezas envolvidas       
•    A força Normal será, neste caso, igual à força peso
•    A força Peso é calculada a partir do produto da massa do bloco vezes a aceleração da gravidade, assim encontrando também a força Normal
•    A aceleração é o quociente da divisão da velocidade pelo tempo
•    A velocidade pode ser calculada a partir da divisão da distância percorrida pelo tempo de percurso
•    A força de Atrito pode ser calculada a partir do produto do coeficiente de atrito pela força Normal
•    A força de Atrito, quando subtraída da Tração, terá como resultado o produto da Massa do bloco B com a aceleração

V. Os erros mais comuns neste tipo de experimento são os chamados erros sistemáticos, causados pelo método de medida ou por instrumentos defeituosos. Tais erros podem gerar resultados diferentes do correto, seja o resultado final ou parcial ( de forças utilizadas para encontrar o resultado final).
Há também os erros aleatórios, ou seja, erros cujas causas são provocadas por fatores imprevisíveis ou de difícil controle, mesmo quando as medidas foram bem planejadase são também chamados de erros acidentais.

VI.
•    Aceleração experimental é aquela que pode ser medida através de conhecimentos cinemáticos (MUV).  Utilizando a equação horária:
S=So + VoT + AT²/2  Esta formula pode ser usada nas duas etapas do experimento: a 1ª quando o bloco B é puxado pela corda, a 2ª quando não há mais tração e a inércia passa agir, nesta, So é o ponto em que a tração para de agir. As grandezas utilizadas nessa fórmula serão encontradas no momento do experimento, onde serão medidas, logo, descobertas.
•    A aceleração esperada é achada através da fórmula   , encontrada a partir das equações de movimento dos blocos A e B.                   

VII.  As equações do movimento em B são
Fr=mB•a’
a’= -μkg
A partir delas  podemos fazer as equações do movimento retilíneo uniformemente acelerado, que são
0=v-μkg-t
x=vt-1/2μkg.t2
Encontrando e eliminando o tempo t na equação por sistema, temos que x=1/2.v2/μkg substituindo o v e o g que já são conhecidos  temos que x=mA-μk.mB/mA+mB . h/μk assim pondo μk sozinho no outro lado da equação teremos seu valor em função das massas de A e B, da altura h e da distancia x, como mostra a equação
Coeficiente de atrito = Massa A x h / (Massa A + Massa x X + Massa B x h