CP2-102

Para medir a aceleração do sistema acompanhemos as informações relativas ao sistema da experiência:

F at – força-atrito
T – força-tração
PM – força-peso de M
Pm – força-peso de m
N – normal exercida em M
M – massa “deslizante”, ou não-pendente
m – massa pendente

A simulação escolhida foi a de número 2, e a aceleração da gravidade usada nos cálculos de Pm será a mesma da simulação.

Fazendo o sistema matemático Pm – T = m.a
Pm – F at = (M+m).a

Encontraremos T – F at = M.a

A aceleração sera então: a = Pm – F at /(M+m)

Decorre daí o seguinte problema: podemos determinar as massas M e m, bem como determinar a força-peso normal Pm, mas não temos como saber o valor da força F at, uma vez que essa depende do coeficiente de atrito µ, já que F at = µ.N , tal que N é a força normal do bloco deslizante, que tem a mesma intensidade de PM.
Para determinar µ, faremos um pré-experimento.Colocaremos o bloco deslizante na superfície do plano de experimento, de forma que esse plano possa ser inclinado lentamente.Haverá um momento em que o bloco, quando o plano atingir determinado ângulo, sairá do repouso e começará a acelerar.A tangente desse ângulo, será o coeficiente de atrito (chega-se a essa conclusão através de uma série de contas baseadas em princípios de dinâmica) Tg θ = µ, a tangente será calculada pelas medições dos catetos formados, que serão dividos. Esse experimento será, por escolha do grupo, realizado 5 vezes, dos resultados relativamente próximos entre si será feita uma média dos valores e uma média das variações, para achar o resultado final e sua variação (comentaremos mais adiante sobre isso).
Com o valor de µ determinado, poderemos obter o módulo da aceleração (que será calculado dinamicamente) e completar todos os dados para fazer a simulação.
A etapa seguinte consiste em se fazer o experimento principal. Para isso será montado o sistema na imagem acima, o bloco deslizante, quando solto, será puxado pelo bloco pendente. Para obter a aceleração devemos saber o espaço percorrido (S), e o tempo (t) levado nesse trajeto. Para determinar a aceleração basta substituirmos os valores de (S) e (t) na equação horária das posições: S = S0 + V0.t + a. t.t/2 , que é simplificada para a.t.t/2, já que Vo = 0 e So = 0. O valor de (t) será medido com um cronômetro e o valor de (S) será estipulado da seguinte maneira, por escolha do grupo: 3 medições com um valor de (S) igual e 3 medições com (S)s diferentes, uma vez que a aceleração do sistema será, teoricamente a mesma.Com os 6 valores dos módulos das acelerações obtidos será feita a média e a variação média, e assim será obtido o valor final.
Com a aceleração experimental obtida poderemos comparar os resultados experimentais com os teóricos.
A média dos valores obtidos e suas variações médias deverão ser feitas porque na Física nenhum valor é absoluto, já que as grandezas podem ser infinitamente divididas, e, portanto não é possível estipular uma medida absoluta, fora que experimentos estão sujeitos a intempéries naturais e humanas.O valor final será a média aritmética dos vários valores obtidos, daí será feita uma média dos módulos das diferenças dos valores unitários em relação ao valor médio, o valor final será a média dos valore mais ou menos a média das variações.