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1. INTRODUÇÃO
A resistência do ar, essencialmente, uma força de contato que se opõe ao movimento de um projétil. Relaciona-se com a velocidade relativa do ar, com a forma e dimensões do projétil e com as características físicas do ar (densidade, pressão, temperatura). As gotas de chuva caem de nuvens cuja altura h acima do solo é de aproximadamente de 2 Km. Usando a nossa equação para corpos em queda livre, esperamos que a gota de chuva atinja o solo com uma velocidade:
Impacto com projéteis, mesmo gotas de chuva, que tenha esta velocidade podem ser letais; como as gotas de chuva se movem com velocidades muito menores, obviamente cometemos um erro de cálculo. O erro decorre de termos desprezados os efeitos da força de atrito do ar ns gotas que caem. Esta força de atrito é um exemplo de força de arrasto, também chamada de força de “resistência do ar”, exercida sobre qualquer objeto que se mova através de um meio fluido. Forças de arrasto provocam efeitos numa variedade de objetos, como bolas de beisebol, que se desviam consideravelmente da trajetória ideal (sem resistência); os esquiadores, ao descer uma montanha, tendam dar forma aerodinâmica aos seus corpos e posições para reduzi-la. Os líquidos e os gases opõem forças contra corpos em movimento em seu interior. São forças que tem papel análogo ao atrito entre sólidos. Analisando-se especificamente a força de resistência do ar oferecida contra corpos em movimento, conclui-se que sua intensidade é proporcional na maioria dos casos ao quadrado da velocidade do corpo.
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2. OBJETIVO
2.1. OBJETIVO GERAL
Observar e estudar o efeito da resistência do ar em um experimento simples.
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICO
Determinar como a velocidade terminal dos filtros é afetada pela massa e pela resistência do ar observando o efeito da resistência do ar sobre os filtros e escolher entre modelos competitivos de força é melhor para descrever a resistência.
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3. MATERIAIS E MÉTODO
3.1. MATERIAIS
1 WINDOWS XPTM PC;
1 Universal Laboratory Interface serial;
Software Logger Pro;
Graphical Analylis;
1 Vernier Motion Dectector;
6 filtros (quentinhas);
Software Paint.
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3.2. MÉTODO
Passo 1: Conectou-se o detector de movimento ao computador; Passo 2: Deixou o detector de movimento a certa altura do chão, apontando para baixo; Passo 3: Preparou o computador para coletar os dados; Passo 4: Colocou o filtro na palma da mão e segurou à 0.5 m distante do detector de movimento; Passo 5: Com o detector de movimento ligado clicou em “collect” para coletar os dados, sendo que soltando o filtro rapidamente pra o registro do movimento deste; Passo 6: Adquiriu-se um gráfico liso e repitiu-se 3 vezes para cada tentativa; Passo 7: Determinou-se a velocidade do filtro a partir do gráfico ajustando a parte mias linear da reta com regressão linear; Passo 8: Repetiu-se o experimento com 2, 3, 4, 5 e 6 filtros em triplicata.
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4. RESULTADOS E DISCURSÃO
Fazendo-se a experiência inicialmente, obtiveram-se os resultados contidos na tabela 1. Tabela1 Filtro (nf) 1 2 3 4 5 6
Vt1 (m/s) 1,02 1,32 1,87 1,95 2,33 2,37
Vt2 (m/s) 1,05 1,46 1,86 2,01 2,21 2,46
Vt3 (m/s) 1,07 1,57 1,88 2,05 2,34 2,42
Vtm (m/s) 1,047 1,450 1,870 2,003 2,293 2,417
Vtm² (m/s) 1,096 2,103 3,497 4,013 5,259 5,840
Diante dos dados obtidos, verifica-se que a velocidade aumenta à medida que a quantidade de filtros (quentinhas) também cresce, ou seja, essas duas grandezas são diretamente proporcionais, o que é explicado pelo aumento da força normal do sistema, que relaciona massa e gravidade. Diante dos dados da tabela 1, fez-se o gráfico da figura 1, que relaciona velocidade cada velocidade média obtida, com a quantidade de filtros (quentinha) utilizados. Figura 1
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Observe que foi obtido um valor de 0,859 m/s, para a taxa de variação da velocidade, em relação ao número de filtros. Verificando a presença da resistência de 0.275. Similarmente ao gráfico anterior, fez-se um gráfico que relaciona o quadrado da velocidade média dos dados com o número de fios, que é demonstrado na figura 2. Figura 2
Observe que o valor de RMSE aplicando-se a regressão quadrática será de 0,154, o que nos diz que é sempre constante e proporcional a aumento de filtros pra a resistência do ar.
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5. CONCLUSÃO
Verificou-se que em um meio contendo diversas forças, a velocidade desse sistema age de forma diferente de um sistema onde apenas a gravidade atua sobre ela, sendo que a força normal também atua na primeira, aumentando ou diminuindo o coeficiente em que a velocidade irá crescer, dependendo da massa e da superfície de impacto do corpo.
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos da Física Vol. 1: Mecânica. 7. ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2006.
MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Física: de olho no mundo do trabalho. 1. ed. São Paulo: Editora Scipione, 2005.
SÓ FÍSICA. Resistência do ar. Disponível em: . Acesso em 1 de Maio de 2010.
