Roteiro para o Experimento de Dinâmica

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.

 

 

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Atividade de Aprendizagem sobre Leis de Newton

 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

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2ª Certificação

Colégio Pedro II- U.E.Centro
Turma: 2108
Grupo: Amanda Lousada nº 02
Gabrielle Borges n°19      
Washington Humphrey nº 34

Trabalho de física

Grandezas física que serão medidas:

-a massa dos blocos utilizados no experimento (g= gramas)
-tempo de queda do bloco que ficará na vertical(t= segundos)
-distância percorrida pelos blocos( m= metros ou cm=centímetros)
-aceleração do experimento (m/s²)
-a tração na corda( N= newtons)
-coeficiente do atrito cinético( µk)

Como surgem os erros:
Toda grandeza medida está sujeita a haver erros. O erro pode ocorrer pelo erro na forma de medir ou pelo erro no próprio instrumento.No caso de experimentos os erros surgem: no tempo por haver incerteza no cronômetro e no acionamento dele. Peso pela imprecisão da balança. Distância pois tanto os instrumentos para medir o comprimento quanto o aluno encarregado podem errar na hora de medir e obter um erro.

Elementos físicos presentes experimento: V = V0 + at(velocidade em relação ao tempo) ; S = S0 + V0.t + (a.t²)/2 (posição em relação ao tempo) ; V² = V0² + 2.a.?S (Torricelli); coeficiente do atrito ; P=m. g (peso) ; Fn: P= m.g(força normal) ;Ft = µk·N(força de atrito)

Aceleração experimental: pode ser medida atravéz das fórmulas do Movimento Uniformemente Variado. Aceleração esperada:a= [(Ma- µkMb)/(Ma+Mb)].g 
Coeficiente de atrito cinético: por M.U achamos: 0=V- µk.g.t ; X=Vt-1/2(µk.g.t²). Eliminando o tempo, t: X=[(Ma-µk.Mb)/(Ma+Mb)] h/µk. Conhecidos x e h e os valores das massas de ambos os blocos determinamos o coeficiente de atrito cinético µk=Ma.h/(MA+MB)x+MbH

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Mini-Roteiro Experimental

Carolina Saldanha  n°: 10

Catherine Flemms  n°: 11

Fernanda Reis  n°: 15

Luana Oliveira  n°: 22

Turma: 2108

– As grandezas físicas que precisarão ser medidas são:

* Aceleração experimental e teórica.(serão medidas com auxílio dos dados do experimento que se estão contidos nas fórmulas)

* Tempo que o bloco B leva para percorrer a distância  “x”.(será medido com o auxílio de um cronômetro)

* Distância “x”. (será medida com auxílio de uma régua ou trena)

* Altura “h”. (será medida com o auxílio de uma trena)

* Massas dos blocos A e B.(será medido com o auxílio de uma balança)

–  Nesse experimento as grandezas físicas se relacionam principalmente em função das Leis de Newton (1°,2° e 3°).Trabalhando equações a partir do conhecimento que temos das 3 Leis de Newton,podemos encontrar as grandezas desejadas.

Percebemos a 1° lei de newton no bloco A quando toca a superfície(normal=Peso),2° lei no bloco B,por exemplo, Fr= P-T=m.a e 3° lei,tração que o bloco A faz sobre o bloco B(ação) e tração igual e contrária que o bloco B faz no bloco A (reação).

Através das fórmulas do movimento retilíneo uniformemente acelerado:

0 = v-µkg.t

x= vt – 1/2µkg.t²

Trabalhando essas duas equações(eliminando-se o tempo),podemos obter a grandeza “x” através de outra fórmula:

X= 1/2.v²/µk.g = Ma-µkMb/Ma+Mb.h/µk

A altura h será medida no laboratório de física,com o auxílio de uma ferramenta de medição(trena). 

Conhecidos assim,os valores “x” e “h” e os valores das massas A e B podemos obter o µk (coeficiente de atrito cinético) resolvendo a equação abaixo:

µk = Ma.h/(Ma+Mb)x + Mb.h

Já se as massas forem iguais o coeficiente de atrito é dado por essa fórmula:

µk = h/h+2x

– As maiores fontes de erros do experimento virão da forma como mediremos e dos instrumentos que usaremos para medir a distância “x” e a altura “h”.Se estas grandezas possuírem erros(o que é praticamente certo),o µk(coeficiente de atrito cinético) também possuirá erro,pois é dado a partir das grandezas “x” e “h”.

– A aceleração experimental será calculada da seguinte forma:

h = at²/2

Calculando a aceleração teórica (que é a esperada),a partir dessa fórmula:

a = Ma+µk.Mb/Ma + Mb

Esperaríamos achar o mesmo resultado para as duas acelerações.

 

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