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Experimento sobre queda livre de um corpo e forças de atrito
O experimento realizado teve a finalidade de descobrir a aceleração e a velocidade da queda livre de um ovo plástico, e a influencia do atrito de um carrinho. Para a obtenção de dados do experimento de queda livre foram utilizados os seguintes instrumentos: - Ovo plástico moldado para ter o menor atrito possível com o ar contendo um anel metálico - Papel encerado - Gerador de Pulsos de freqüência de 60Hz(1/60,00s) - Aparato onde o ovo deslizou marcando o papel encerado. - Trena de metálica 2m com precisão milimétricas - Régua plástica de 30 cm com precisão milimétricas Para a obtenção dos dados da força de atrito do ar num carrinho foram utilizados os seguintes instrumentos: - Carrinho metálico moldado para ter o menor atrito possível com o ar. - Trilho guia - Gerador de ar - Papel encerado - Gerador de Pulsos de freqüência de 60Hz(1/60,00s) - Vela - Trena metálica de 2m com precisão milimétricas - Régua plástica de 30cm com precisão milimétricas
Para a realização do experimento de queda livre foi utilizado o aparato onde colocamos o ovo no topo do mesmo e o papel encerado colado no mesmo e a partir do momento que foi ativado o gerador de pulsos o mesmo se desprendeu do topo do aparato marcando o papel encerado a cada 1/60.00s. Os dados da posição em função do tempo foram medidos com a trena e utilizado como precisão metade da menor divisão da mesma (0,05cm). Os dados coletados podem ser visto na Tabela 1.1 e a partir desta tabela foi feito um gráfico que pode ser visto no Gráfico 1.1. Através do papel encerado do experimento foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos consecutivos (1-2, 3-4, 5-6, etc.) sendo incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade nesse intervalo através da D σD , para a incerteza da velocidade σv = v. e para o tempo instantâneo formula v = tf − ti D ti + tf equivalente foi utilizada a formula tinst = os dados obtidos podem ser vistos na 2 Tabela 1.2 e a partir desta tabela foi feito um gráfico da velocidade em função do tempo que pode ser visto no Gráfico 1.2, Com o mesmo papel encerado foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos pulando um (1-3, 2-4, 5-7, 6-8, etc.) sendo a incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade, incerteza da velocidade e tempo instantâneo equivalente utilizando as mesmas formulas acima citadas. Os dados obtidos se encontram na Tabela 1.3 e a partir desta também foi gerado um gráfico da velocidade em função do tempo (Gráfico 1.3). O gráfico 1.2 e o gráfico 1.3 foram sobrepostos formando o gráfico 1.4 que representa a velocidade instantânea em função do tempo em ambos os métodos de medida para a obtenção da velocidade. Através do gráfico 1.4 podemos concluir que a velocidade inicial do ovo foi de aproximadamente 5cm/s e que a sua aceleração é de 9,76 m/s² que é quase a mesma do que a que foi medida pelo IAG onde consta que a gravidade é de 9,7864m/s² e que a equação geral da reta é y=16,25x+5,545.
No caso do experimento de queda livre o gráfico da velocidade em função do tempo por ser uma reta indica que a aceleração é constante e que o tempo e a velocidade são linearmente dependentes.
Para o experimento da verificação do atrito foi utilizado um trilho de ar inclinado com um carrinho. No primeiro momento foi feita a obtenção de dados com o carrinho sem vela através da marcação numa fita de papel com o auxilio do gerador de pulsos onde a fita ficou marcada a cada 1/60.00s e os dados da posição em função do tempo pode ser visto na tabela 2.1 e a partir da mesma foi gerado um gráfico que esta no gráfico 2.1. Através do papel encerado do experimento foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos consecutivos (1-2, 3-4, 5-6, etc.) sendo incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade nesse intervalo, a incerteza da velocidade e o tempo instantâneo equivalente, os dados obtidos podem ser vistos na Tabela 2.2 e também no gráfico 2.2 com o mesmo papel encerado foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos pulando um (1-3, 2-4, 5-7, 6-8, etc.) sendo a incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade, incerteza da velocidade e tempo instantâneo equivalente os dados obtidos se encontram na Tabela 2.3 e no gráfico 2.3. No segundo momento foi feita a obtenção de dados do carrinho com uma vela acoplada através da marcação numa fita de papel com o auxilio do gerador de pulsos onde a fita ficou marcada a cada 1/60.00s e os dados da posição em função do tempo pode ser visto na tabela 3.1 e a partir da mesma foi gerado um gráfico que esta no gráfico 3.1. Através do papel encerado do experimento foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos consecutivos (1-2, 3-4, 5-6, etc.) sendo incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade nesse intervalo, a incerteza da velocidade e o tempo instantâneo equivalente, os dados obtidos podem ser vistos na Tabela 3.2 e também no gráfico 3.2 com o mesmo papel encerado foram medidos com a régua a distancia entre dois pontos pulando um (1-3, 2-4, 5-7, 6-8, etc.) sendo a incerteza da distancia a metade da menor divisão (0,05cm) e calculado a velocidade, incerteza da velocidade e tempo instantâneo equivalente os dados obtidos se encontram na Tabela 3.3 e no gráfico 3.3. Na situação do carrinho sem vela esperamos que a velocidade seja acelerado tendo em vista que estamos num plano inclinado e na situação com vela esperamos que a aceleração seja no mínimo constante. A partir da analise do gráfico concluímos que no caso do carrinho estar sem a vela o movimento é acelerado e há trechos onde a aceleração é constante, já no caso do carrinho com vela a velocidade é acelerado até aproximadamente 80ut (ut = 1/60.00s) e depois o a aceleração diminui e o tempo para percorrer o trilho do carrinho com vela é maior do que o sem vela devido ao atrito que ele tem com o ar.
