Integrantes do Grupo – Sabrina Caldas, Sâmina, Thalyta e Juliana Turma: 2104 Série:1ºano - Colégio: Colégio Pedro II - U.E. Centro - Ano:2009 =======
Licença de Distribuição do Trabalho Você pode: copiar, distribuir, exibir e executar a obra •criar obras derivadas Sob as seguintes condições: •Atribuição. Você deve dar crédito ao autor original, da forma especificada pelo autor ou licenciante •Para cada novo uso ou distribuição, você deve deixar claro para outros os termos da licença desta obra. •Qualquer uma destas condições podem ser renunciadas, desde que Você obtenha permissão do autor. Nothing in this license impairs or restricts the author's moral rights. Qualquer direito de uso legítimo (ou "fair use") concedido por lei, ou qualquer outro direito protegido pela legislação local, não são em hipótese alguma afetados pelo disposto acima.
Passo-a-passo em si e Referencial Téorico
Começamos o nosso experimento com a escolha das massas dos blocos, sendo um com 0,175 kg e o outro com 0,100kg.usamos um fio de nylon(com o comprimento maior do que a distância do bloco pendurado até o chão para que o bloco sobre a mesa continue acelerado após o bloco na vertical ter chegado até o chão) para amarrar um bloco ao outro passamos por uma roldana, de modo que o mais leve fiou pendurado e o mais pesado ficou sobre a mesa.
Fizemos desse modo, pois com o mais leve pendurado pudemos medir o tempo melhor. Obs:mesmo o bloco pensurado sendo mais leve, ele puxa o bloco sobre a mesa porque a diferença de massas entre eles é pouca.
Medimos com a trena a distância do bloco pendurado até o chão (0,625m)e usamos esta mesma distância que chamamos de h para marcar um ponto zero a partir do bloco sobre a mesa. Este ponto ficará entre o bloco e a roldana.
Acionamos e desacionamos o cronômetro para medirmos a incerteza do tempo e achamos 0,3s.Fizemos isso, pois ao realizarmos um experimento existem as incertezas e devemos considerá-las. Depois,soltamos o bloco sobre a mesa e medimos o tempo que o bloco pendurado levou para chegar até o chão (1,2s). Esse tempo será usado para calcular a aceleração.
Quando o bloco chega ao chão pela ação da força peso ou gravidade, o bloco sobre a mesa continua a se movimentar, acelerando negativamente (freiando), até parar.
Ele para pois existe uma força, chamada força de atrito que atua sobre ele. Esta força atua no sentido oposto ao "movimento relativo" de duas superfíceis de cantato e neste caso só tem realmente efeito quando a tração, que é a força de contato exercida pelo nylon,entre os blocos deixa de existir. (não existia atrito junto com a tração?)
A força de atrito é calculada pela fórmula Fat= µ.N, onde µ é o coeficiente de atrito cinético e N é a força normal.
Quando o bloco sobre a mesa parou, medimos a distância entre o ponto 0 e ele (0,082m) e chamamos esta distância que ele percorreu sem ser puxado pelo fio de x.
A incerteza da massa (+/-0,001kg) e da distância (+/-0,001m) foi descoberta observando a unidade mínima dos instrumentos utilizados para medir as massas dos blocos (balança) e a distância (trena).
Após coletarmos todas as informações do experimento, cálculamos a aceleração real e a da simulação para descobrirmos a rapidez com que o bloco sobre a mesa muda de velocidade e compararmos os resultados.
A aceleração foi calculado no experimento através da fórmula a= 2h/t², onde "h" é a distância do bloco até o chão (0,625) e "t" é o tempo que o bloco levou para cair (1,2s). Resolvendo a equação achamos que a aceleração é igual 0,868 m/s².
Para calcularmos a aceleração da simulação, tivemos primeiro que calcular o coeficiente de atrito cinético através da fórmula µ= Ma.h/(Ma+Mb).x+Mb.h e achamos o valor de 0,473. Depois, usamos esse valor para calcularmos a aceleração através da fórmula a=(Ma-µ.Mb/Ma+Mb).g e achamos o valor de 0,609 m/s². Ao executarmos essa conta, usamos o valor de 9,8 para a gravidade (g), pois estamos fazendo a simulação de um experimento real e por isso devemos usar o valor mais próximo da realidade.
Como as expressões acima foram obtidas(de onde vieram?)
A incerteza da aceleração e do coeficiente de atrito (µ) também foi calculada pelo grupo, pois gostariamos de saber a margem de erros dos mesmos.
Para calcularmos a incerteza da aceleração do experimento real usamos a fórmula da=2.(dh/h+2.t.dt/t.t).h/t.t e achamos o valor de +/-0,435 m/s² e para calcularmos a incerteza do µ usamos a fórmula: (dMa.h)+(dh.Ma)/(Ma.h) + (dMa+dMb).x+dx.(Ma+Mb)+(dMb.h)+(dh.Mb)/(Ma+Mb).x+(Mb.h).?(Ma.h)/(Ma+Mb).x+(Mb.h) e achamos o valor de +/-0,009.
Concluimos que ao realizarmos o experimento real compreendemos melhor a simulação, pois um complementa o outro.
Ao realizarmos a simulação, compreendemos melhor o porquê dos calculos e ao fazermos o experimento real temos uma visão do que tentamos imaginar na simulação.
O que exatamente vocês compreenderam? Poderiam ter explicitado aqui!
Tabela com os dados experimentais
h | dh | x | dx | µ | dµ | mA | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
0,625m | +/-0,001m | 0,082m | +/-0,001m | 0,473 | +/-0,009 | 0,100kg |
dmA ||
+/-0,001kg |
||! t ||! dt ||! a do exp ||! da do exp ||! mB ||! dmB ||! a da simulação ||! ||1,2s ||+/-0,3s ||0,868m/s² || +/-0,435m/s² ||0,175kg || +/-0,001kg || 0,609m/s² ||
=======
Integrantes do Grupo – Beatriz A’Victoria, Danielle Postorivo, Laís Quintanilha, Lucas Santos
Turma: 2104 Série:1ºano Colégio: Colégio Pedro II Ano:2009
Licença de Distribuição do Trabalho Você pode:
• copiar, distribuir, exibir e executar a obra • criar obras derivadas Sob as seguintes condições:
• Atribuição. Você deve dar crédito ao autor original, da forma especificada pelo autor ou licenciante
• Para cada novo uso ou distribuição, você deve deixar claro para outros os termos da licença desta obra.
• Qualquer uma destas condições podem ser renunciadas, desde que Você obtenha permissão do autor.
• Nothing in this license impairs or restricts the author's moral rights. Qualquer direito de uso legítimo (ou "fair use") concedido por lei, ou qualquer outro direito protegido pela legislação local, não são em hipótese alguma afetados pelo disposto acima.
Este é um sumário para leigos da Licença Jurídica (na íntegra).
O passo-a-passo em si
Os materiais usados foram:
.Uma mesa;
.Dois Pesos (um para cair e um para ficar sobre a mesa);
.Um fio de nylon;
.Uma roldana;
.Um cronômetro;
Para montar o experimento, é necessário prender a roldana no limite da tábua da mesa, botar um peso (A) sobre a mesa preso ao fio de nylon , e o outro para cair (B), ou seja, na parte vertical da mesa, porém este tem que estar ligado ao peso A pelo fio que deve passar pela roldana.
Para a realização do experimento, é necessário segurar o peso A, medir a distancia do peso B ate o chão (H). Depois solte o peso A e acione o cronômetro, quando o peso A parar, pare também o cronômetro. Esse tempo será usado para calcular a aceleração. Meça a distancia que o peso A andou e diminua H dela.Essa distancia = X. Devemos levar em conta as incertezas:
-Da massa da roldana que não foi levada em consideração;
-Do tempo porque há um erro humano em disparar e para o cronômetro, fazendo uma média da uma incerteza de 0,2 s;
-Da massa (+ ou – 0,001 Kg), que é a unidade mínima do instrumento utilizado para medir;
-Das distancias medidas (+ ou – 0,001 m) que é a unidade mínima do instrumento utilizado para medir;
-Do coeficiente de atrito (+ ou – 0,01) que foi calculada a partir da expressão: incerteza do coeficiente de atrito = [(dA.A)+(dh.h)/mH]+[(A+B).(dA+dB)+(x.dx)+(dB.B).(dh.h)/(A+B)x+(B.h)]}.A.h/(A+B)x+(B.h)
Qual a expressão do coeficiente de atrito experimental?
Para que o experimento fique melhor, não utilize um peso A muito maior do que o B. Por que?
Para calcular a aceleração (teórica ou experimental?)use a fórmula a=2h/t²
E o coeficiente de atrito = A.h/(A+B).x+(B.h) Esta expressão aqui está errada!
Tabela com os dados experimentais
h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | ||
0,7 | ±0,001m | 0,89 | ±0,001m | 0,49 | ±0,01 | 0,100kg | ||
dm1 | m2 | dm2 | h | dh | t | dt | a | da |
0,001 | 0,175 | 0,001 | 2 | 0,9s | 0,2s | 0,85m/s² | + ou -0,5m/s² |
m1 | m2 | µ | a |
0,100kg | 0,001 | 0,49 | 0,85m/s² |
Referencial Teórico Primeiramente, para fazer esse experimento é necessário um bom entendimento das 3 Leis de Newton (Inércia, Principio Fundamental da Dinâmica e Ação e Reação). Também é necessário compreender os vetores e forças usados nessas leis (normal, peso, aceleração, força de atrito, força da gravidade e tração)
Agora sobre o experimento em si: ◦Sobre o corpo A (suspenso): Nele agem a força peso e tração. ◦Sobre o corpo B (na mesa): Nele agem a força de atrito estático, tração, normal e peso. ◦A segunda lei de Newton atua sobre os dois corpos por estes estarem ligados por um fio. Quando soltamos o bloco de maior massa o sistema entra em movimento. Com isso, quando o bloco de massa menor cai no chão, o bloco com massa maior percorre uma pequena distância. Medindo o valor dessa distância é encontrado μ. >>>>>>>
Nome dos Integrantes: Ana Carolina Sanchés nº02 Atila Vieira Lobato nº04 Tadeu R do Lago de MOraes? nº33 Virgínia Codá nº35
Turma:2104, 1º ano ,Colégio PedroII?-Centro,2009
Licença de Distribuição do Trabalho Você pode: • copiar, distribuir, exibir e executar a obra • criar obras derivadas Sob as seguintes condições: • Atribuição. Você deve dar crédito ao autor original, da forma especificada pelo autor ou licenciante • Para cada novo uso ou distribuição, você deve deixar claro para outros os termos da licença desta obra. • Qualquer uma destas condições podem ser renunciadas, desde que Você obtenha permissão do autor. • Nothing in this license impairs or restricts the author's moral rights. Qualquer direito de uso legítimo (ou "fair use") concedido por lei, ou qualquer outro direito protegido pela legislação local, não são em hipótese alguma afetados pelo disposto acima.
Este é um sumário para leigos da Licença Jurídica (na íntegra).
°Para facilitar a compreenção do trabalho como um todo dividiremos ele nas seguintes partes: 1.Relato das medidas e fórmulas que serão ultilizadas 2.Relato da experiência e seu resultado(µ,aceleração,Velocidade do sistema e incerteza) 3.Dissertação dos conceitos 4.Dissertação sobre limites e imperfeições da experiência
1-Relato das medidas e fórmulas que serão ultilizadas
h=0,50m dh=+-0,01 t=0,7seg dt=0,01 ma=0,11kg mb=0,08kg g=9,81m/s2 x=0,34m
Esta expressão foi realmente necessária para a determinação do mi?
dz=dMa.Ma+dh.h dk=dj+dy dj=b.db+x.dx dy=dMb.Mb+dh.h db=dMa+dMb
2-Relato da experiência e seu resultado (µ,aceleração,velocidade do sistema e incerteza
Ao chegar no laboratório medimos as massas e obtemos o resultado anteriormente citado.Como a menos medida da balança é de 0,01kg ela será nossa incerteza.feito isso montamos o sistema e medimos com uma trena e encontramos h e sua incerteza também será a menor divisão da ferramenta 0.01m depois medimos a distancia do bloco até o chão, obtivemos:0,50m.
Ao liberarmos o peso suspenso calculamos o tempo que o a Mb levou para chegar ao solo encontramos resultados em torno de 0,70seg calculamos a distância que a Ma percorreu sobre efeito de inércia e parando gradativamente em função da força atrito exercida pela mesa, a chamamos de x, x=0,34m.com tais informações aplicamos as fórmulas fornecidas pelo professor .aplicando todos os dados a fórmula (I) resultou em:
µ=0,52
com isso as aplicamos a fórmula (II)
a=3,53 m/s2
e por fim aplicamos para encontrar a velocidade
v=1,88m/s
e por fim fizemos a gigantesca conta para encontrar a incerteza de µ e de a que resultou em:
dµ=0,03
da=0,05m/s2
Obs.: não iremos postar a resolução das contas pois,partindo do principio que qualquer um deveria ler e entender tal experiencia, resultaria em uma grande, trabalhosa e má explicita imagem com a qual não facilitaria a compreenção de maneira alguma . Por conseguinte damos apenas o resultado pois dessa forma estaremos indicando o que fizemos e simplificando-o,e ao mesmo tempo ,sem impedir que qualquer curioso possa fazer a conta ,por conta própia.=D
3.Dissertação de Conceitos
Ao fazermos a experiencia percebemos que,fisicamente, ela se divide em dois momentos Dinamico e Cinético. O Primeiro é enquanto ocorre aceleração ,ou seja , enquanto o bloco puxa o outro por meio de uma tração que existe um função da aceleração do corpo que "despenca" e o movimento cinético ocorre quando o bloco que está em cima da bancada se move por inércia , nesse momento não existe mais aceleração.
Movimento dinâmico é fisicamente do cinético por que?
Isso nos remete a pensar em como ,fisicamente , em nosso dia-a-dia diversas grandezas e parte da fisica estão e se misturam forma no nosso mundo
4.Dissertação sobre limites e imperfeições da experiencia
Ao fazê-la percebemos que haveria imperfeiçoes em nossas contas por efeitos práticos tais como:
A gravidade; a mesma não é a mesma em todo o globo terrestre e como padronizamos o números de casas decimais(duas) era inevitavel uma variação.
A imperfeição da corda e da roldana; sabemos que um fio de nylon e uma roldana de metal mesmo sendo teoricamente da melhor qualidade , não será como vemos em exercícios ,"ideal".
O cronometro ;teria de se fazer milhares de repetições do sistema para se achar uma média de tempo que mesmo assim ainda uma incerteza.
A mesa ;ao calcular µ estaríamos calculando uma média pois mesa não é por toda sua extenção exatamente igual logo possui diferenças coeficientes de atrito.
Integrantes do Grupo:
- Antonio Manoel - Nº 3
- Gabriel Dominoni - Nº 14
- Giancarlo França - Nº 16
- Leonardo Max - Nº 25
Turma: 104 Série: 1º Ano do E.M. Colégio: Pedro II, Unidade Centro Ano: 2009
Licença de Distribuição do Trabalho
'''Você pode:
Copiar, distribuir, exibir e executar a obra Criar obras derivadas
'''Sob as seguintes condições:
Atribuição. Você deve dar crédito ao autor original, da forma especificada pelo autor ou licenciante.
Uso Não-Comercial. Você não pode utilizar esta obra com finalidades comerciais.
Compartilhamento pela mesma Licença. Se você alterar, transformar, ou criar outra obra com base nesta, você somente poderá distribuir a obra resultante sob uma licença idêntica a esta.
- Para cada novo uso ou distribuição, você deve deixar claro para outros os termos da licença desta obra.
- Qualquer uma destas condições podem ser renunciadas, desde que Você obtenha permissão do autor.
- Nada nesta licença prejudica ou restringe os direitos morais do autor.
Qualquer direito de uso legítimo (ou "fair use") concedido por lei, ou qualquer outro direito protegido pela legislação local, não são em hipótese alguma afetados pelo disposto acima. Este é um sumário para leigos da Licença Jurídica (na íntegra).
Referencial Téorico
O experimento que realizamos é um ótimo exemplo de como as Leis de Newton atuam. Aqui vamos descrever quais as relações dele com a física.
Antes de realizar o experimento propriamente dito, foi feita uma simulação on-line para termos uma ideia do que aconteceria. É claro que a simulação não é uma representação totalmente precisa da realidade, então decidimos comparar os resultados que obtivemos na realidade com os resultados que obtivemos através da simulação.
Primeiro, podem ser destacadas algumas diferenças principais entre a simulação e a realidade:
- Na simulação, a massa a deslizar pela superfície plana não podia ser alterada. Se a massa suspensa pelo fio fosse menor, ela começaria a 'acelerar para cima', o que se distancia completamente da realidade;
- No experimento também estávamos limitados, desta vez aos blocos de massas disponíveis, enquanto na simulação era possível testar com qualquer valor;
- Na simulação o fio e a roldana não possuem massa que vá afetar o resultado final;
- entre outras.
Vistas estas diferenças, analisamos a face dinâmica do experimento. Como há um bloco sobre a superfície plana, preso por um fio (passando por uma roldana) a outro bloco, suspenso, é possível obter as forças e seus valores numéricos. Veja o diagrama que fizemos abaixo:
Começamos pelas forças peso que, sabendo as massas, são relativamente fáceis de serem obtidas.
Após uma breve pesquisa, um de nossos membros determinou um valor numérico mais aproximado da gravidade para onde estamos vivendo: 9,787899 m/s².
Há necessidade de um g tão preciso se a medida de tempo será tão imprecisa?
Colocando em nosso fiel ábaco, são obtidos os valores (aproximadamente) 0,979 N e 1,595 N, para nossas massas de 100g e 163g.
Depois de calculadas as forças triviais, pode-se obter todas as outras e, enfim, calcular a aceleração do sistema. Ela pode ser calculada tendo em base a força resultante:
Força Resultante = Massa x Aceleração
Mas não existe apenas um método de se calcular a aceleração nesta situação, também existe o método envolvendo a cinemática. Como já se sabe, a aceleração é obtida pela seguinte fórmula:
a = v/t
Onde a é a aceleração, v é a velocidade alcançada e t é o tempo gasto. Por causa das incertezas, os dois métodos devem retornar valores um pouco diferentes, mas a comparação é interessante.
Neste experimento específico, a aceleração teórica foi determinada a partir de forças e velocidades medidas ou de outros parâmetros?
Agora que vimos as forças que atuam, a dinâmica e a cinemática envolvidas e as diferenças simulação/realidade, vamos passar ao...
Passo-a-passo em si
Para reproduzir este experimento, serão necessários os materiais que utilizamos: Uma superfície plana (usamos um objeto conhecido como mesa), blocos de massas diferentes (utilizamos blocos de 100g e 163g), um fio (extenso o bastante) para ligar as duas massas (introduzindo a tração) e a roldana.
Também essenciais são instrumentos como cronômetro, balança e uma fita métrica, ou uma trena, para as medidas de tempo e distância, respectivamente. Não se pode esquecer do papel, algum instrumento de escrita e a calculadora, para tornar tudo mais conveniente.
Após adquirir todos estes materiais, é hora de montar o experimento, o que se faz da seguinte forma: Posicionar uma das massas sobre a superfície plana, que chamaremos de 'Massa Horizontal', e anexar uma das extremidades do fio à ela. Depois, anexar a outra extremidade do fio à outra massa, que chamaremos de 'Massa Vertical', e fazendo com que este fio passe pela roldana. Se a massa vertical for solta, ela cairá, e ao mesmo tempo a massa horizontal vai deslizar pela superfície plana por causa da tração no fio. No nosso caso, a massa vertical partiu da altura de (em torno de) 81,3 cm, que vamos chamar de h.
A massa horizontal, ao deslizar, também vai percorrer pelo menos essa distância h (porém horizontalmente, como já pode ter percebido), e ainda se deslocará um pouco mais até que desacelere totalmente (vamos chamar esse deslocamento adicional de x).
O próximo passo será soltar o bloco suspenso para que ele caia, e o experimento se iniciará. Agora é a parte que aumentará (e muito) as incertezas nas medidas: a cronometragem do tempo. Como não vivemos num mundo perfeito, somos só humanos, então podemos acionar/desacionar nossos cronômetros um pouco antes ou depois do esperado. A maneira de minimizar erros aleatórios como esse seria calcular uma média de vários tempos cronometrados. No nosso caso, 3 membros do grupo cronometraram e conseguiram tempos diferentes, então calculamos a média, que foi 1,080 segundos.
É importante ressaltar que ainda existem incertezas, e as calculamos pressionando o botão do cronômetro duas vezes seguidas, o acionando e desacionando o mais rápido possível. A incerteza do tempo obtida, em segundos, foi a seguinte: 0,200s.
Falando em incertezas, precisamos calculá-las para as massas e os comprimentos medidos, não? Para isto basta checarmos os instrumentos que utilizamos para essas medidas e observarmos as suas menores divisões. Para a trena e as medidas de deslocamento, tivemos a incerteza de 1mm (0,001m), e para as massas tivemos a incerteza de 1 grama.
Feito isso, é hora de acharmos os valores que faltam, que seriam: O Coeficiente de Atrito, a Aceleração e suas incertezas.
Por sorte, a página da simulação nos divulgou as fórmulas para obtenção dos dois primeiros:
E, para o cálculo da incerteza do Coeficiente de Atrito, temos uma expressão medonha (dependendo do referencial!), também já citada por nosso professor :
O último cálculo a ser feito é o da incerteza da aceleração, outro cálculo que pode ser feito pela propagação de erros, pois a aceleração é uma medida indireta!
E assim chegamos à conclusão. A Massa vertical foi solta, acelerando verticalmente para baixo até colidir com o chão, e a tração tirou a massa horizontal do repouso, que deslizou a mesma distância que a massa vertical caiu e ainda mais, até desacelerar.
Obrigado pela leitura e boas replicações!
Tabela com os dados experimentais
Os dados que registramos podem ser encontrados abaixo.
h (m) | dh (m) | x (m) | dx (m) | µ | dµ | mH (g) | dmH (g) | mV (g) | dmV (g) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,813 | 0,001 | 0,637 | 0,002 | 0,533 | 0,538 | 100,000 | 1,000 | 163,000 | 1,000 |
h (m) | dh (m) | t (s) | dt (s) | a (m/s²) | da (m/s²) |
---|---|---|---|---|---|
0,813 | 0,001 | 1,080 | 0,200 | 4,084 | 1,210 |