Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Trabalho de Física – 3ª Cerificação
Grupo: Jayne Medeiros, Melissa Melo, Agatha Gabriela e Eduarda Lira.
Turma: 104

Força Centrípeta em Dispositivos Domésticos

1. Máquina de Lavar:
   A máquina de lavar possui dois tambores de aço. O interno e o externo. No interno, o local onde se põem as roupas, encontramos o agitador no meio e em sua lateral encontramos furos, para que a água possa sair durante a centrifugação, que é o processo de secagem das roupas.
   Na centrifugação, o cilindro da máquina de lavar roupa roda a roupa molhada num círculo. Deste modo a força centrípeta, que gera o constante movimento rotativo das roupas, tem a seguinte formula: Fc = m4 ²f²r, pois ela também depende da freqüência em que a roupa está sendo batida.
   E como nesse mesmo tambor há uma série de furos, a água acaba saindo pela tangente, deixando assim a roupa mais seca.
   Como o tambor interno vibra durante o ciclo de lavagem, ele é montado de um modo que o impeça de bater nas outras peças da máquina.
   Na fase em que ocorre a centrifugação, o motor da máquina imprime ao tambor uma velocidade de até 1100 rotações por segundo. Quando aumentamos o número das rotações, estamos aumentando o valor da força centrípeta, obviamente. Portanto, a força centrípeta realizada deve ser muito elevada.
   Já sabemos que quando estamos no processo de centrifugação, as roupas rodam em círculo. Mas devemos saber também que o que as mantém neste movimento, é uma força de contato, que ocorre quando estas encostam no cilindro. Esta força funciona como centrípeta.
2. Aspirador de Pó:
   Dentro do aspirador de pó, encontramos projetado um ventilador, com a função de criar uma corrente de ar. Esta corrente move-se atrás de um bocal, que se encontra ligado à mangueira do aspirador. As hélices deste ventilador, através de sua rotação, produzem um vácuo parcial que se encontra no centro do ventilador. O ar é aspirado para esta região. E, quando dentro do aparelho, um filtro que se encontra neste, separa a poeira do fluxo de ar.
   Este vácuo obtido varia de acordo com o número de hélices no ventilador e o tamanho destas. Enquanto que o fluxo de ar varia de acordo com o tamanho do ventilador.
   Encontramos portanto, nas hélices, a atuação da força centrípeta. Sem estas, não conseguiríamos obter o vácuo necessário para puxar as partículas de poeira juntamente com o fluxo de ar. Portanto, a velocidade incutida nas hélices pode tornar o vácuo mais eficiente ou não. A rotação das hélices dá origem a uma força que desloca o ar da periferia, provocando vácuo parcial no centro do ventilador, uma região para a qual o ar é aspirado.
   Então, a formula para a força centrípeta ocorrente no aspirador seria: Fc = m(v²/r), pois ela depende do módulo da velocidade do aparelho.
3. Liquidificador:

O liquidificador é o eletrodoméstico que usamos para triturar e misturar alimentos ou líquidos em nossa cozinha. Ele está dividido em sete partes: a tampa, a jarra, as lâminas, a base, outra tampa que fica em baixo da jarra, trava e o interruptor multivelocidade.
O liquidificador tem um motor e a hélice está conectada ao seu eixo. Ao variar a corrente que chega ao motor, controla-se a velocidade da hélice.
A chave de velocidades múltiplas no liquidificador envia corrente ao motor de acordo com os botões de controle que são selecionados ou o período de tempo em que o reostato fica ligado. Mais corrente significa uma velocidade maior no motor. Colocar alimentos duros no copo do liquidificador e tentar triturá-los em baixa velocidade faz com que o motor queime.
Mas para que a hélice fique girando, é necessário que haja força centrípeta, nesta fórmula: Fc = m4 ²f²r, pois no liquidificador você pode escolher a freqüência em que deseja que seja triturado o seu alimento.

1. Microondas:

O funcionamento do forno de microondas ocorre da seguinte forma:
No interior do aparelho existe uma onda eletromagnética de freqüência igual a 2.450 MHz que é gerada por um magnetron e irradiada por um ventilador de metal, que fica localizado na parte superior do aparelho, para o interior do mesmo. Através do processo de ressonância as moléculas dos alimentos absorvem essas ondas, as quais fazem aumentar a agitação das moléculas, provocando assim o aquecimento dos alimentos.
O forno microondas, ao contrário dos fornos convencionais, aquece de dentro para fora, ou seja, o interior dos alimentos e não a superfície dele. O forno de microondas não fornece calor, ele atua diretamente sobre as moléculas que compõem os alimentos, no entanto após certo tempo o alimento aquecido pode aquecer o forno por condução.
O prato giratório fica localizado na câmara de cozimento, garantindo uma distribuição uniforme das microondas no alimento. O prato geralmente é constituído de vidro para permitir que as microondas o atravessem, alcançando os alimentos de todos os lados para garantir um cozimento uniforme. E esse prato só consegue girar através da força centrípeta que atua sobre ele da seguinte forma: Fc = mw²r.

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

Gabriel Riccioppo 17
Julianna Antunes 24
Ingrid Klug 21
Rosane Castainça 32
Rafaella Oliveira 31

1ª Série Turma: 106

Nosso grupo decidiu trabalhar em cima do 3º tema proposto “Força Centrípeta em Despositivos Domésticos” , especificamente, o ventilador de teto.
Iremos mostrar atraves de um experimento como a força centrípeta atua sobre o ventilador de teto.

Experimento:

O experimento se baseia em uma duas velas acesas colocadas nas extremidades de uma tábua qualquer sobre um suporte giratorio, simulando as pás de um ventilador, quando giramos as pás obervamos que a força centrípeta que atua sobre a chama da vela, sabendo que força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um curvilíneo ou circular, podemos perceber que a chama da vela se inclina para o centro da tábua.

Ventilador:

Para calcularmos a força centrípeta atuante sobre as pás de um ventilador de 2 pás utilizaremos a fórmula :

De acordo com as especificações de um ventilador, temos:

Rotação* = 420 rpm
Diâmetro* = 1,14m
Massa* = 2kg

Para calcularmos a velocidade linear do ventiladores temos que achar o comprimento da circunferência e multiplicar pelo números de voltas que ele completa em um minuto, ou seja:

Vl = 2r . rpm
Vl = 2.3,14.0,57.420
Vl  25 m/s

Com isso poderemos calcular a força centrípeta, multiplicando a massa do ventilador pela fórmula da aceleração centrípeta:

F = 2 .625 / 0,57
F = 2193N

* Baseados em um ventilador convencional de 2 pás.

Consultas, pesquisas e agradecimentos:

http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_centr%C3%ADpeta
http://www.ventiladorspirit.com.br/preto/faq.asp
http://www.google.com.br/

Introdução

Creditos da Imagem: Newsphys

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Prof. Sérgio F. Lima

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Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Professor (a): Sérgio Lima – Disciplina: Física
Alunos:
Hugo N° 17
Lucas N° 21
Matheus N° 25
Maurício N° 26
Sérgio N° 33

Roteiro de Replicação do Experimento – Referencial Teórico

Este trabalho trata da medição teórica e experimental da aceleração de um sistema de dois blocos ligados entre si por um fio apoiado a uma polia fixa. No nosso caso, utilizamos massas de 100 gramas para a massa(M) apoiada horizontalmente sobre a superfície do experimento no caso a mesa e 50 gramas para a massa(m) suspensa pelo fio apoiado à polia fixa.

– Como medir a aceleração experimental:

S = So + Vot + at² / 2

Sendo So e Vo ambos iguais a zero. A equação fica da seguinte forma:

S = at² / 2 logo a = 2S / t²

Sendo S = 105 cm e t = 0,834 s encontramos a seguinte medida para a:

a = 2 x 105 / 0,834² = 210 / 0,695556 = 301,91674 cm/s² = 0,30191674 m/s²

da = ( 1 / 105 + 2 x 0,036 / 0,834 ) x ( 2 x 105 / 0,695556 ) = 28,940229

Portanto, a = ( 301,91674 +- 28,940229 ) cm/s²

– Como medir a aceleração teórica:

A = ( m – μ . M ).g / m + M

Sendo m = massa suspensa, M = massa sobre a tábua (que sofre atrito), g = aceleração gravitacional e μ = coeficiente de atrito.

Porém nessa equação repara-se que há duas incógnitas, sendo elas: a e μ.
Sendo μ calculado da seguinte forma:

μ = tgθ

θ é o ângulo de inclinação entre duas superfícies na qual uma delas apóia o objeto de massa igual a 100g para baixo.
θ é medido a partir do ponto em que o objeto começa a se mover para baixo.

– Calculando o μ (mi):

μ = 46 / 105 = 0,438095

μ = A / B dμ = [ dA / A + dB / B ] x A / B

dμ = [ 4 / 46 + 1 / 105 ] x 46 / 105

dμ = [ 9,130436 + 1 / 105 ] x 46 / 105

dμ = 0,042267

Sendo assim, μ = ( 0,438095 += 0,0042267 )

Lembrando: a = ( m – μ.M ).g / m + M

Portanto: a = ( 50 – 0,438095 x 100 ) / 150 x 9,8

a = 0,5778 m/s²

Obs.: Nota-se que o coeficiente de atrito calculado é o μ estático e o utilizado na medição da aceleração é o μ dinâmico. Adotou-se então (por indicação do professor).

μd = 8μe / 10

Então, μd = 0,350476

Utilizando a nova medida de μ, obtivemos a seguinte aceleração(a):

a = ( 50 – 0,350476 x 100 ) / 150 x 9,8
a = 0,97689 m/s²

Como já foi dito anteriormente, o tempo é uma medida imprecisa, podendo apresentar erros. Para estipularmos o tempo real de duração do percurso do sistema fizemos os seguintes cálculos:

1º – Medimos cinco vezes o tempo
2º – Fizemos uma média aritmética das medidas, encontrando o tempo médio.
3º – A partir do tempo médio achamos 5 dispersões do tempo.
4º – Realizamos a média aritmética das dispersões, que resultou na dispersão média.
5º – Finalmente encontramos o tempo, sendo este igual a:

t = (0,834 +- 0,036)s

Roteiro de Replicação do Experimento – “O Passo-a-passo em si”

Materiais:

– Dois objetos metálicos (massas) pesando, um 100g e o outro 50g;
– Uma polia fixa;
– Uma tábua para se medir o μ;
– Uma régua milimetrada (no caso utilizamos uma de 1m de comprimento);
– Um cronômetro

Montagem do experimento: Primeiramente ligam-se as pontas do fio cada uma a um peso. Em seguida apóia-se o sistema das massas sobre a polia, de maneira que fique uma massa suspensa (no caso colocamos a massa denominada m = 50g) e a outra posta sobre a mesa horizontalmente (nesse caso colocamos a massa denominada M = 100g).

Experimento: O experimento inicia-se quando se solta a massa horizontal M num instante 0 e termina quando a mesma massa M atinge o final do percurso, ou seja, a distância de 105cm que foi medida com a utilização da régua.

Obs.: É importante estabelecer previamente a medida do percurso horizontal adotado no experimento.

PROFESSOR NÓS TENTAMOS COLOCAR A LICENÇA NO TRABALHO, PORÉM QUANDO ENVIÁVAMOS OCORRIA ERROS, ENTÃO NOSSO TRABALHO TEVE QUE FICAR SEM A LICENÇA, NÃO SEI O MOTIVO DOS ERROS QUEIRA DESCULPAR-NOS MAS NÃO TIVEMOS CULPA.

GRATO

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