Roteiro de Física – Estimação da velocidade de saída do jato de água

 

Colégio Pedro II – Campus Centro                 Turma: 1201

Aluno: Gabryel Pereira Nº: 12

Aluno: João Gabriel Kiss Nº: 15

Aluno: João Vitor Nº: 16

Aluno: Miguel Hauer Nº: 23

Parte Final – 

No dia 07/05/15 fizemos as medidas. Usamos um transferidor que permite descobrirmos ângulos de até 180º. O valor do ângulo encontrado foi de 75º. Para medir o comprimento horizontal do jato, usamos uma régua de 30 centímetros. O valor encontrado foi de 13,5 centímetros . Com os dados obtidos, calculamos a velocidade inicial do jato d’água usando esta formula: A= Vo² . sen(2θ) / g         Onde:

– A é o alcance horizontal, também conhecido por nós como comprimento horizontal do alcance do jato d’água. .

-Vo é a velocidade inicial do jato d’água, nossa incógnita. .

-θ é o ângulo de disparo do jato d’água que descobriremos com o transferidor. .

– g é a aceleração gravitacional do objeto.

Assim ficando: A= Vo² . sen(2θ) / g

A=13,5cm=0,135m

θ=75º

g=9,8

OBS: sen (2θ) = sen(2.75) = sen(150) = 0,5

Substituindo os valores na equação : 

0,135=Vo².sen(150º)/9,8

0,135 x 9,8 = Vo².0,5

1,323=Vo².0,5

1,323/0,5= Vo²

2,646=Vo²

√2,646 = Vo

Vo=1,627m/s 

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Roteiro Final do Projeto Bebedouro

Colégio Pedro II – Campus Centro
Rio de Janeiro, 14 de maio de 2015.
Professor: Sérgio Lima                 Disciplina: Física
Alunos :Eduardo Teller/n.6                        Turma:1203
Luísa Ribeiro/n.24
Pedro Henrique Carvalho/n.29
Renata Gomes/n.33

No dia 7 de maio foi realizado o “Projeto Bebedouro”, cujo intuito era conhecer a velocidade inicial de um jato d’água (o valor é apenas uma estimativa,já que é um experimento sem muita precisão). Poderíamos escolher um bebedouro qualquer pelo colégio ou fazer o experimento na casa de algum integrante do grupo com uma mangueira, a primeira opção foi a escolhida. No dia do experimento o bebedouro escolhido, com o maior jato que encontramos e consequentemente com melhor visualização (facilitando nosso trabalho), foi o primeiro andar em frente ao banheiro feminino.

Para acharmos essa incógnita precisaríamos conhecer outros valores (alcance máximo, altura máxima e ângulo de saída do jato) para que fossem substituídos nas fórmulas, tornando possível o cálculo. As medições dessas grandezas foram possibilitadas com o uso de uma régua e um transferidor.                         

Primeiro medimos o alcance máximo do jato d’água ,S-So, com a régua. Ela deveria ser posicionada no plano horizontal a partir do “bico” do bebedouro, e não da base desse “bico” até onde o jato toca o bebedouro uma última vez. Com a parte métrica voltada para nós constatamos que a distância máxima que o jato chegou foi de 5,5 centímetros, que transformando para seguir as regras do Sistema Internacional de Medidas fica 0,055 metros.

 DSC_3052
 
Depois medimos a altura máxima, também com a régua. Posicionamos a régua perpendicularmente com o bebedouro, o mais perto possível do meio da parábola (onde encontra-se o vértice, o ponto mais alto da parábola ) com 0 zero da régua contando a partir do plano horizontal com o “bico” do bebedouro. Assim encontramos o valor de 13 centímetros para a altura máxima, que transformando para se encaixar nas regras do Sistema Internacional de Medidas fica 0,13 metros.
 
DSC_3060 
Por último medimos o ângulo de saída do jato d’água. Usamos o transferidor, que foi posicionado com o plano do “bico” do bebedouro para que tivéssemos a medida correta. Assim achamos o ângulo de 85° e depois pesquisamos seus seno e cosseno, 0,996 e 0,087 respectivamente, completando os termos que faltavam para serem substituídos na fórmula e o cálculo ser feito.
 
DSC_3057
Com as duas fórmulas, a de Alcance Máximo e a de Altura Máxima, e com termos necessários já conhecidos ( a gravidade usada em experimentos é de 9,8 m/s²) é possível substituí-los nas fórmulas e em cada uma delas achar valores aproximados entre si para a velocidade inicial. Depois é só fazer a média aritmética desses valores e assim teremos a velocidade inicial.

 

Alcance Máximo = Vo² .2.senθ.cosθ/g

Amax –> 0,055= Vo² .2.senθ.cosθ/g  ->

0,055 = Vo².2 .0,996.0,087/9,8 ->

5,5.10^-2= Vo² x 2.10° x 9,96.10^-1 x 8,7.10^-2/9,8.10° ->

5,5.10^-2 x 9,8.10° = 173,304.10^-3 x Vo² ->

53,9.10^-2 = 1,73304.10^-1 x Vo² ->

5,39.10^-1/1,73304.10^-1 = Vo² ->

3,173614.10°=Vo² ->

1,781464 = Vo -> Vo≈1,8

 


 

Altura Máxima =Vo² .sen²θ/2g

Hmax-> 0,13=Vo². sen²θ/2g

Hmax –>0,13=Vo² . 0,996²/2.9,8 ->

1,3.10^-1 = Vo².0,992016/19,6->

1,3.10^-1 = 9,92016.10^-1.Vo²/1,96.10^1 ->

2,548.10°/9,92016.10^-1 = Vo² ->

0,256850695.10¹ = Vo² ->  2,56850695 = Vo²

Vo ≈ 1,6

 

Média aritmética de Vo -> 1,6+1,8/2 = 3,4/2= 1,7m/s

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Roteiro Final do Projeto de Aprendizagem do Bebedouro

Colégio Pedro II U.E.: Centro                          Ano: 2015

Grupo:                                                                      Turma: 1201

Ana Sarah Berilo                                                   nº:02

Lucas Oliveira de Macedo                                  nº:22

Nathalia de Oliveira Floriano                           n°:27

Pedro Silveira Malaquias                                   nº:28

 

No dia 07/05/2015 fomos ao bebedouro perto do refeitório para coletar os dados referentes ao projeto com auxílio de esquadro e transferidor. Medimos o alcance máximo horizontal e vertical, e o ângulo do jato d’água. O resultado obtido foi 15 cm de alcance horizontal, 17 cm de alcance vertical, e 75 graus.

transferidor

Com isso temos:

calculo 1

Aplicando também a equacão com o alcance horizontal temos:

cálculo 2

Por fim, fazendo a média aritmética dos dois dois resultados temos:

Vo=(188,19 cm/seg + 171,5 cm/seg)/2 =

179,85cm/s ou ≅1,8 m/s

V0≅1,8m/s             

 

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Roteiro do projeto do bebedouro.

Colégio Pedro II – Campus Centro
Nomes: Fabiana Penedo                                                 nº 06
Júlia Dominguez                                                              nº 13
Lívia Lino                                                                           nº17
Victória Peters                                                                   nº32
Profº: Sérgio Lima                                                                                                Física – 1ª certificação

Cálculo da velocidade inicial de um jato d’água

No dia 12 de maio, medimos no colégio com uma régua e um transferidor de 180º a altura máxima, o alcance máximo e o ângulo do jato com a horizontal, para isso, usamos o bebedouro perto dos banheiros do segundo andar.
Colocamos a régua perpendicularmente com o bebedouro e descontamos o tamanho do bico.

DADOS COLETADOS
• Altura máxima: 6cm = 0,06m
• Alcance máximo: 4,5 cm = 0,045m
• Ângulo: 75º

CÁLCULOS

INFOS
Hmax: Vo2 . senx2/2g
A = Vo2 . sen (2x)/g
Senx = sen 75 = 0,9659
Sen (2x) = sen 150 = 0,5
Hmax = 0,06
A = 0,045
G = 9,8 m²/s11262247_860067417398359_334391641_n

Alcance

11225704_860067394065028_1093141401_n

Altura máxima

11121755_860067427398358_1032647887_n

Ângulo

HMax

0,06 = Vo2.0,93296281/2.9,8
1,176= Vo2. 0,93296281
Vo2 = 1,2605004
Vo=1,12272

ALCANCE
0,045 = Vo2 . .0,5/9,8
0,441 = Vo2.0,5
0,882 = Vo2
Vo = 0,9391485

MÉDIA
0,9391485 + 1,12272 = 2,0618685/2 = 1,0309342

R: Aproximadamente 1,03 m/s

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