EDIÇÃO FECHADA PARA CORREÇÃO
Roteiros de Replicação
Integrantes do grupo:
- Daniele Ximenes
- Elena Gelli
- Thammirez Donadia
Turma:2108 Série: 1° ano do Ensino Médio Colégio: Pedro II - U.E Centro Ano: 2009
Licença de Distribuição do Trabalho
Referencial Téorico
Para entendermos esse experimento precisamos saber perfeitamente as 3 leis de newton;
- 1° lei: Um corpo permanece e repouso ou em movimento
retilineo uniforme se não houver nenhuma força atuando sobre ele. EF=0
- 2° Lei: Define a grandeza "Força" como sendo
proporcional à massa do corpo e a variação da velocidade no tempo.EF=ma
- 3° lei:Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B,este
exerce uma força de mesma intensidade e direção,mas de sentido contrário sobre o corpo A. Ação e reação.F12=F21. Com base nessas leis devemos saber tambem as forças e os vetores;
'''(Trações, normal, peso, força de atrito, força da gravidade, aceleração.)'''
Explicando força de atrito ; É uma força que só responde a uma solicitação de uma outra força. A força de atrito é sempre contrária ao movimento relativo entre duas superfícies. A força (coeficiente de atrito) depende da superfície e da normal. Há dois tipos de forças de atrito:
- Força de atrito cinético - é a força que se opõe ao
deslocamento do corpo enquanto este está em repouso no plano.
- Força de atrito estática máxima – é a força que se
opõe ao movimento quando este está em movimento sobre o plano.
A física no experimento:
- No bloco de maior massa que está pendurado irá agir a
força peso e a tração.
- No bloco de menor massa que está sobre a mesa irá agir peso, normal
e tração e atrito.
- Quando o bloco suspenso alcançar o chão a sua tração deixara
de existir, o bloco sobre a mesa continuara em movimento mesmo o outro não estando. Isso ocorre, pois o bloco suspenso proporcionou uma velocidade a ele. Esse movimento será temporario, pois a aceleração negativo do atrito vai agir como um freio.
O passo-a-passo em si
Materiais que serão utilizados:
- uma roldana
- barbante ou fio
- dois blocos de massas diferentes
- uma mesa
- trena
- balança
- cronometro
Montagem
- pesar os dois blocos
- prender a roldana em uma das pontas da mesa
- passar o barbante pela roldana
- prender os dois blocos nas pontas do barbante ,já
preso na roldana,fazendo com que o bloco mais leve fique apoiado na mesa e o mais pesado pendurado
- medir a distancia do bloco mais pesado até a roldana
- medir a distancia do bloco suspenso até o chão
Sugestões
Procure equilibrar a massa dos dois blocos, assim fica mais facil de cronometrar o tempo de maneira que o valor se aproxime do real e usar medidas de distancia aproximadas,já que existe muitas incertezas.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,800m | 0.001m | 0,050m | 0,001m | 0.457 | 0,001 | 0.05kg | 0,000001kg | 0,1kg | 0,000001kg |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,80m | 0,001m | 0,61 seg | 0,0017 seg | 4,30 m/s² | 0,01m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,05 Kg | 0,10kg | 0,457 | 4,30 m/s² |
Roteiro de Replicação
Integrantes do Grupo - Turma, Série, Colégio e Ano
- Camilo, nº07
- Cássia, nº08
- Daniel, nº10
- Isadora,nº14
- Sofia, nº29
Turma: 108, Série: 1ª Colégio: Colégio Pedro II Ano:2009
Licença de Distribuição do Trabalho
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0"
src="
http://purl.org/dc/elements/1.1/" href="http://purl.org/dc/dcmitype/Text"
property="dc:title" rel="dc:type">Tabalho de Física - Projeto Leis de Newton</span> by <span xmlns:cc="http://creativecommons.org/ns#" property="cc:attributionName">Camilo,
Cássia, Daniel, Isadora e Sofia</span> is licensed under a <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/">Creative Commons
Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento pela mesma Licença 2.5 Brasil License</a>.
Referencial Téorico
Nos conceitos físicos envolvidos estão: Peso, Força Normal, Aceleração, Tempo, Distância, Tração, Força de Atrito e Gravidade, onde todos eles foram necessários para a análise da simulação e para a comparação entre o
exeperimento feito. O bloco de maior massa tem sobre ele a tração do fio, a força normal, o peso e a força de atrito No de menor massa, está agindo a tração e o peso quando suspenso. 1º Lei de Newton_ O peso continuou em movimento até encontrar o chão 2º Lei de Newton_ A força resultante é massa vezes aceleração, isso ajudou a parte teorica do esperimento e na comparação dela com o resultado encontrado –com as incertezas. 3º Lei de newton_ Lei de ação e reação ajudou no calculo da atrito, e está presente na tração do fio de nylon usado no experimento no laboratório. Nós usamos como unidade de medida, as únidades básicas do SI (Sistema Internacioal de Unidades). A medida do Peso, de ambos os blocos, foi com a incerteza de d0,001 considerando o menor valor da balança como incerteza. Usamos também o menor valor da trena como incerteza de comprimento. Além de colocarmo a incerteza do tempo a medida do tempo que uma pessoa leva a acionar e desativar o crônometro.
Como a massa do fio e da roldana não foram contadas, além de erros e incertezas presentes na experiencia real, a diferença entre teoria e prática é bem pequena porem bem clara.Repetimos o experimento algumas vezes para decidir o valor do tempo decidindo então, um valor médio entre eles, atribuindo-o a função de valor real.A diferença os dois valores encontrados, o real e o teórico, servem para diferentes coisas. O primeiro serve como por em prática o que foi observado e analisado na teoria. O
segundo,a teoria, ajuda o estudo, mais simplificado, sem a complexidade das mudanças sutis e que fazem com que o valor dos dados mudem presentes no mundo real, é mais objetiva. Cinemática e Dinâmica usadas no esperimento foram usadas como tanto no estudo da causa do movimento (dinâmica) quanto o estudo e descrição do seu movimento (cinemática). Fizemos
com esse trabalho a junção e complementação desses dois conceitos mais o estudo de incertezas. Fómulas usadas: d(A:B) = [dA/A + dB/B].[A/B] d(A.B) = B.dA + A.dB d(A - B) = dA + dB d(A + B) = dA + dB Além das fórmulas que o professor passou no site e na sala de aula.
O passo-a-passo em si
Materiais a serem utilizados:
Para a repetição do experimento é nessesário: Pesar os blocos com a balança, os blocos utilizados foram de massa 100g e 50g Prender a régua, ou um objeto de medida de comprimento -no caso a trena- com fita adesiva a mesa Ligar a corda ou fio de nylon em ambos os blocos É nescessário haver uma roldana presa a ponta da mesa. Coloque um dos blocos em cima da superfície, preso com o fio, e o outro passe pela roldana, indo até o chão. Faça a medida da distância do fio esticado (no caso foi de 117cm), da distância da mesa ao chão (85 cm) e da medida com que ficaria caso o bloco tivesse atingido o chão e outro
estivesse parado,com o fio esticado. A posição será que um dos blocos ficará supenso ao lado da mesa, enquanto o outro estara sobre o superior da mesa (tendo o chão como referencial). Estique o fio, depois solte contando os segundo assim que o primeiro peso cair no chão e o segundo peso parar sobre a mesa. Anote a distância que ele percorreu durante o período
que o outro peso tocou o chão. Os materias utilizados foram: mesa, roldana, fio de nylon,fita adesiva, trena, cronômetro, blocos de massas diferentes.
Dicas:
Se o bloco mais pesado descer muito rápido, será dificil cronometrar o tempo de uma maneira proxima a real. ( Diversos fatores influem como incerteza no tempo, inclusive o tempo
de reação de quem irá cronometrar.) Portanto, nao use medidas muito diferentes.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,85m | 0,001m | 0,011m | 0,001m | 1,90 | 0,02 | 0,10kg | 0,001kg | 0,05kg | 0,001kg |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,85m | 0,01m | 1,20s | 0,20s | 1,20/s² | 0,30m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,05kg | 0,10kg | 0,001 | 3,30 m/s² |
>>>>>>>
Integrantes do Grupo - Yassmin Alcantara , Ana Carolina ,Andre Victor e rafael saadi
Turma:108 , Série:1' Colégio: Pedro II Ano:2009
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.5/br/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="
http://purl.org/dc/elements/1.1/" href="http://purl.org/dc/dcmitype/Text" rel="dc:type">obra</span> está licenciada sob uma <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.5/br/">Licença Creative Commons</a>.
Materiais: mesa, Uma roldana, a roldana ficará presa na mesa, e para isso será necessário o auxílio de outra peça, em algumas roldanas essa peça já vem incluída, fio de nylon, dois blocos A e B de massas diferentes, fita métrica, balança, cronômetro.
Procedimentos: - Prendemos a roldana à mesa (superfície), lembrando que a roldana vai sofrer a ação de trações e ela não pode se mover enquanto os blocos se mexerem. - Pesamos os dois blocos A e B na balança e anotamos os dados em um rascunho para cálculos posteriores. - Prendemos os blocos em cada extremidade do fio, tendo cortado este com aproximadamente um metro e meio de comprimento, para posicioná – lo na roldana, de modo que o bloco A ficou pendurado e o B, apoiado na mesa. - Os blocos foram posicionados de maneira que: Deixamos o bloco A pendurado a 86 cm do chão. Posicionamos o bloco B sobre a mesa. Os dois blocos permaneceram parados. Puxamos o bloco B ao longo o comprimento da mesa, contra o sentido de movimento do esquema, para esticar o fio ao máximo.
- Soltamos o bloco B até que A encostasse no chão. Sendo a distância h de 86 cm que A percorreu, B também percorreu a mesma distância h em movimento acelerado, e, após A ter encostado no chão,a aceleração agiu sobre B em sentido contrário ao da força resultante, como será explicado mais adiante. Tal distância que B percorreu com a aceleração agindo sobre si em sentido contrário, foi o que chamaremos distância x.
Medindo as distâncias:
Para medir a distância h foi necessário apenas pensarmos que: se B percorre a distância h em movimento acelerado porque A aplica uma força que tende a movimentá- lo, então, a mesma distância h que A leva para chegar ao chão é aquela que B também leva para desempenhar sua primeira parte do movimento, ou seja, 86 cm. Já para achar o valor da distância x foi necessário, antes de soltar o corpo B e cronometrar o sistema: puxar o bloco B, esticando o fio ao máximo, ao longo do comprimento da mesa, contra o sentido de movimento do esquema. Prendemos a fita métrica ao lado de B, a partir do bloco e esticâmo- la até a roldana, na quina da mesa. Após soltarmos o bloco B, no lugar(medida correspondente) onde ele parou, fixamos a fita métrica ao lado. Após isso, foi só contar este pedaço de distância – no caso, 94 cm – de onde largamos B até onde ele parou. Desta medida, subtraímos 86 cm (correspondentes ao primeiro movimento de B) e o que sobrou – 8 cm – é a distância x, que corresponde à segunda metade do movimento de B.
Cronometrando o tempo:
Para mais uma análise, no momento em que se foi cronometrar o tempo foi preciso que um integrante do grupo dissesse quando A chegou ao chão enquanto outro, que cronometrava o tempo parasse o cronômetro simultaneamente.
Entretanto, é fato que houve erros na metodologia ao medirmos o tempo, no caso da medida da distância, houve erros que dizem respeito ao instrumento. Por isso, foi necessário que calculássemos as incertezas de várias medidas assim como tempo e distância. As incertezas que dizem respeito às distâncias medidas devem ser de 1mm, já que houve erros em relação ao instrumento – fita métrica – utilizado no trabalho. Deste modo, é visto que com erros deste tipo, deve – se utilizar a menor medida do instrumento para determinarmos a incerteza, assim como nas incertezas das massas, usamos 1mg. Quanto à incerteza do tempo, cronometramos o tempo levado para iniciar e parar o cronômetro – 0,2 s -. As incertezas da aceleração e do Mi possuem fórmulas próprias, que serão demonstradas adiante, para que as calculemos utilizando o cálculo da propagação de erros.
Para entendermos bem a física que existe por trás desse experimentos precisamos definir alguns conceitos básicos.
Velocidade: É o tempo que um corpo leva para percorrer uma determinada distânicia.
Aceleração: Aceleração é o padrão de aumento da velocidade. É o tempo que um corpo leva para alcançar uma determinada velocidade.
Massa: Se impurramos dois corpos diferentes sobre a mesma superfície, com a mesma intesidade, veremos que eles irão alcancar acelerações diferentes. Isso significa que há algo de diferente nesses dois corpo, à esse diferencial damos o nome de massa.
Força: É a ação de mudar o movimento de um corpo. Se um corpo estiver em movimento, para pará-lo será preciso uma força. Se um corpo estiver em repouso, para fazê-lo andar será necessário uma força.
Tipos de força:
1 - Peso: A terra puxa todos os corpos ao seu redor com uma força. Essa força se chama força Peso.
2 - Normal: Quando um corpo pressiona uma superfície, a superfície irar gerar uma força perpendicular a esta. Essa força gerada pela superfície se chama força Normal.
3 -Tração: Quando prendemos uma corda a um corpo e a exticamos, será criada uma força com a mesma amplitude em seus extremos. Essa força é chamada foça Tração.
4 - Atrito: O contato entre duas superfíes, com uma delas em movimento, gera uma força contrária a esse movimento e paralela a essa superfície. Essa força contrária é chamada de força de Atrito.
Agora que já conhecemos esse conceitos, podemos compreender as Leis fundamentais da Dinâmica: As Leis de Newton.
1ª Lei (Inércia): Os corpos tendem a permanecer em seu estado natural. Isso significa que um corpo um movimento permanecerá em movimento e um corpo em repouso permanecerá em repouso, até que algo interfira em seu movimento.Portanto se um corpo estiver em equlíbrio, ou seja, o somatório de suas forças for nulo, ele permanecerá em estado inercial.
2º Lei: (Ef = m * a): A soma vetorial das forças externas atuantes em um corpo é igual ao produto de sua massa por sua aceleração. Vemos então que a primeira lei é um caso especial da segunda.
3ª Lei (Ação e Reação): As força existem sempre em pares na natureza. Isso significa que se existe uma força X, existe também uma força Y resultante da X. E é isso que a terceira lei trata: A toda ação corresponde a uma ação de igual magnitude e sentido oposto.
Agora já podemos analizar fisicamente o experimento. Vamos ver quais forças estão atuando em cada corpo e o motivo de seu aparecimento.
Corpo B:
- O corpo B possui uma Massa e está próximo a Terra, portanto a Força Peso atuará nesse corpo. vamos supor que so haja essa força atuando no corpo, pela segunda lei de newton (Ef = m.a) podemos escrever a equação P = m.a. No caso específico da força Peso a aceleração usada será a aceleração da Gravidade, logo: P = m.g
- O corpo B está apoiado sobre uma superfície, portanto haverá uma força normal atuante. Pela terceira Lei de newton (ação e reação) quando o corpo precisionar a superfície com a força peso será gerada uma reação de igual intensidade e sentido oposto, logo: N = -P
- O corpo B está preso a um cabo, portanto quando puxarmos esse cabo será gerada a força tração.
- O corpo B está sendo puxado pela força Tração, e está delizando contra uma superfície. Como as forças existem sempre em pares, haverá uma reação a esta Tração, esta reação será a força ,de Atrito.
A força Peso e a normal se anulam, por terem mesma intensidade e sentidos diferentes. Como é a força Tração que puxa o corpo, seu movimento será relativo a ela. Então, com auxílio da 2ª Lei podemos escrever a equação de seu movimento:
T - At = mB.a (l)
Corpo A:
- Todo corpo próximo a um objeto Astronômico (Planetas, Estrelas, Asteróides, Etc) possuirá força Peso. Logo a força Peso também irá atuar no corpo A.
- O corpo A também está preso a um cabo, logo a força Tração irá autar sobre ele.
- O corpo A Não está sobre nenhuma superfície, portanto não haverá nenhuma força Normal ou de Atrito atuando sobre ele.
Como o corpo A está pendurado, será o força Peso responsável pelo seu movimento, logo o movimento será realativo ao mesmo. Pela 2ª Lei podemos escrever:
P - T =mA.a (ll)
Observação:
Neste trabalho estamos desconsiderando:
- A resistência do Ar. - A massa e o atrito da Polia. - A massa do cabo. Usando a dinamica estamos desconsiderando as ,medidas sitadas , ja utilizando a sinematica essas medidas ja estao incluidas nos resultados po isso a diferenA entre eles .
Agora que já temos as equações de movimento dos dois corpos, podemos pasar à Matemática para determinar os módulos das forças. A dinamica compara o experimento atraves de forças ,ou seja,são dados teoricos tentando prever como acontecerá o movimento.Já a cinematica concui como ordorreu o mivimento atraves dos dados coletaso apos a realizacão do experimento
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,86m | 1,0mm | 0,08m | 1,00mm | 0,44 | 0,03 | 0,05Kg | 1,0mg | 0,10Kg | 1,0mg |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,86m | 1,0mm | 0,97s | 0,2s | 1,82m/s² | 0,42m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,05Kg | 0,1Kg | 0,44 | 1,82m/s² |
A = 2 . h/t² B = h + h
C = t . t
A = B/C à da = [dB/B + dC/C] . B/C = 2/172 + 0,39/0,94 = 0,42 DB = dh + dh = 2 DC = dt . t + dt . t = 0,2 . 0,97 + 0,2 . 0,97 = 0,39 A = (1,82 +- 0,42) m/s²
Mi = (ma . h)/(ma + mb) . x + mb . h B = ma . h C = mb . h D = (ma +mb) à E = D . x H = E + C Mi = B/H dMi = [ dB/B + dH/H] . B/H à [186/4300 + 352/9800] . 4300/9800 = 0,03 Como B + ma . h DB = dma . h + dh . ma
Como H = E + C DH = dE +dC à 166 + 186 = 352 DE = dD . x = dx . D à dE = 16 + 150 = 166 DC = dmb . h + dh . mb à dC = 1 . 86 + 1 . 100 = 186 DD = dma + dmb à dD = 1 + 1 = 2
Roteiro de Replicação
Integrantes do Grupo - Turma, Série, Colégio e Ano
- Alexandre Coelho
- João Pedro Gomes
- Jonathan Sales
- Luiz Eduardo Albuquerque
Turma: 108, Série: 1ª Colégio: Colégio Pedro II Ano:2009
Licença de Distribuição do Trabalho
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Referencial Téorico
- Sobre o corpo A (bloco suspenso) agem a força peso e a tração
- Sobre o corpo b (bloco sobre a mesa) agem peso, normal e tração, atrito
- quando o corpo A chega ao chão, a tração desaparece, mas como ela proporcionou uma velocidade no corpo b, a aceleração negativa do atrito age como freio
No experimento real existiam alguns fatores que não ocorriam na simulação, como as incertezas de tempo e medida, a polia exercia força de atrito, o cabo nao era inextensível e ambas possuíam massa.
O passo-a-passo em si
Materiais a serem utilizados:
- Uma mesa
- Uma roldana
- Barbante
- Trena
- cronômetro
- balança
- 2 blocos de massas diferentes
Montagem:
- Prender a roldana em uma ponta da mesa.
- Passar o barbante pela roldana.
- Pesar os blocos.
- Prender o bloco mais leve no barbante de modo que ele fique suspenso.
- Medir a altura que o bloco está suspenso.
- Prender o bloco mais pesado na outra ponta do barbante que ficará sobre a mesa.
- Medir a distancia do bloco até a roldana
Dicas:
Se o bloco mais pesado descer muito rápido, será dificil cronometrar o tempo de uma maneira proxima a real. ( Diversos fatores influem como incerteza no tempo, inclusive o tempo de reação de quem irá cronometrar.) Portanto, nao use medidas muito diferentes.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,68m | 0,01m | 0,10m | 0,01m | 0,030 | 0,004 | 0,097kg | 0,001kg | 0,112kg | 0,001kg |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,68m | 0,01m | 1,0s | 0,2s | 1,36m/s² | 0,05m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,097kg | 0,112kg | 0,030 | 4,39 m/s² |
Roteiros de Replicação
Integrantes do Grupo - Turma, Série, Colégio e Ano
Turma: 2108 Série: 1º ano do Ensino Médio Colégio: Pedro II U.E. Centro Ano: 2009
- Luana nº: 17
- Matheus nº: 23
- Rafaela nº: 27
- Sebastião nº: 28
- Thaís nº: 30
Licença de Distribuição do Trabalho
Referencial Téorico
Primeiro passo: (essencial). Conceitos físicos básicos que devem estar fixados para a realização do experimento: 1ª, 2ª e 3ª Lei de Newton. Dentro desses três conceitos físicos é muito importante que também estejam bem fixados as forças e vetores que os abrangem. (Trações, normal, peso, força de atrito, força da gravidade, aceleração.) Segundo passo: (A física por trás de cada procedimento) As forças exercidas no bloco de maior massa são: força de atrito estático, tração, normal e peso. As forças que podemos identificar que estão sendo exercidas no bloco de menor massa (que se encontra a uma distância “h” do chão) são: tração e peso (onde no peso a aceleração seria a própria força de gravidade). Quando soltamos o bloco de maior massa (que está sob a mesa) o sistema entra em movimento. Assim, quando o bloco de menor massa cai no chão, o bloco de maior massa se desloca em uma pequena distância que iremos chamar de “x”. Medido o valor de “x”, nós conseguimos encontrar o valor de μ, que era um de nossos principais objetivos. Observamos que é mais trabalhoso (no entanto mais divertido) realizar uma prática do que apenas "estudá-la". Observamos também que há diferenças na prática e na teórica já que na prática encontramos uma série de dificuldades para nos aproximarmos ao máximo dos verdadeiros valores sejam ele de tempo ou deslocamento. Observamos também que há equações utilizadas no experimento diferentes das utilizadas na teoria como por exemplo: a=(m1-μm2/m1+m2).g e a=2h/t²
O passo-a-passo em si
1) Materiais necessários para concretização do experimento: - um pedaço grande de barbante ou se preferir um rolo (um fio de náilon também pode ser usado e o mais recomendado já que esse é mais fácil de trabalhar manualmente); - uma roldana em que será apoiado o fio de náilon; - dois blocos de massas diferentes que serão amarrados ao fio de náilon; - uma fita métrica para que sejam medidas as distâncias de “x” e de “h”; - dois cronômetros. Um cronômetro medirá o tempo em que a massa maior percorrerá a distância “x” e o outro cronômetro medirá o tempo em que a massa menor leva para chegar até o chão (distância “h”). 2) O bloco de maior massa ficará em cima da mesa e será amarrado ao fio de náilon que passará também pela roldana. O bloco de menor massa também será amarrado ao fio de náilon e estará localizado abaixo da roldana, a uma distância “h” do chão. Depois de “tudo em seu lugar”, o bloco de maior massa será solto proporcionando movimento ao sistema. Estes são os princípios básicos para a realização do experimento. A roldana interferia no resultado obtido já que esta não era uma roldana ideal. A medida do tempo medida pelo cronômetro também interferia. Dicas: - estar atento ao espaço que a massa maior percorrerá logo após a massa menos bater no chão; - alinhar bem a fita métrica e os blocos para que haja um número menor de medidas incertas; - amarrar bem o fio de náilon aos blocos para que não haja grandes problemas.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,85m | 0,01m | 0,24m | 0,01m | 0,66 | 0,09 | 100g | 0,1g | 110g | 0,1g |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,85m | 0,01m | 0,7s | 0,02s | 3,5m/s² | 0,02m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 100g | 110g | 0,66 | 3,5m/s² |
Roteiro de Replicação
Integrantes do Grupo
- Bruno Braz Bezerra
- Brenda D'Aiuto
- Maíse Sanches
- Thaíssa Guedes Quiroga Caetano
Turma: 2108 Série: 1º série Colégio: Colégio Pedro II Ano: 2009
Licença de Distribuição do Trabalho
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/br/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="http://purl.org/dc/elements/1.1/" href="http://purl.org/dc/dcmitype/Text" rel="dc:type">obra</span> está licenciada sob uma <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/br/">Licença Creative Commons</a>.
Referencial Teórico
- No corpo A (bloco suspenso) agem a força peso e a tração.
- No corpo B (bloco sobre a mesa) agem peso, normal, tração e atrito.
- A segunda lei de Newton atua sobre os dois corpos por estes estarem ligados por um fio.
- O µ é calculado atraves da expressão µ=m1.h/(m1+m2).x+m2h. Este é necessário que se calcule pelo fato de que a força de atrito atua sobre o bloco B que está em contato com a superfície.
Obs.: Teoricamente a aceleração dinâmica e a aceleração cinemática deveriam ser iguais mas, na prática são diferentes porém com a mesma ordem de grandeza. Elas se diferem por causa, por exemplo, da incerteza do tempo e do peso da roldana.
O Passo a Passo em Si
Materiais a serem utilizados:
-Uma mesa.
-Uma roldana.
-Barbante.
-Trena.
-Cronômetro.
-Balança.
-2 blocos de massas diferentes.
Montagem:
- Prender a roldana em uma ponta da mesa.
- Passar o barbante para a roldana.
- Pesar os blocos.
- Prender um bloco em uma ponta de barbante de modo que ele fique suspenso .
- Medir a altura que 0 bloco está suspenso.
- Prender o outro bloco na outra ponta do barbante. Este ficara sobre a mesa.
Dicas:
Diversos fatores influenciam, por exemplo, na incerteza do tempo, inclusive o tempo de reação de quem ira cronometrar. Logo, não use medidas muito diferentes.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | ! m1 | ! dm1 | ! m2 | ! dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,81m | ±0,001m | 0,89m | ±0,08m | 0,44 | ±0,04 | 200g | ±1g | 110g | ±1g |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,81m | ±0,001m | 0,8s | 0,1s | 2,03m/s² | 0,64m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 200g | 110g | 0,44 | 4,9m/s² |
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Integrantes do Grupo
Lucas Campista - 18; Eduardo Vale - 12; Pedro Maiques - 25; Patrick Ramos - 24
Turma: 2108, Série: primeiro ano Colégio: Pedro II - Centro Ano: 2009
Licença de Distribuição do Trabalho
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/br/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="
http://purl.org/dc/elements/1.1/" href="http://purl.org/dc/dcmitype/Text" rel="dc:type">obra</span> está licenciada sob uma <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/br/">Licença Creative Commons</a>.
Referencial Téorico
No bloco A que fica suspenso, atuam a forca de gravidade, normal e tracao. Ja no bloco B que fica sobre a mesa, atuam a forca de atrito e a tracao. quando o bloco suspenso atinje o chao, o bloco B continua com velocidade, mais como na mesa tem atrito e a tracao some, a aceleracao torna-se negativa. Nesse experimento voce pode nao achar os mesmos valores, devido ao atrito de sua mesa, ao tipo de fio usado e a forca de atrito que a propria roldana tem. Na simulaçao acontece coisas que contrariam as leis físicas, pois se colocar a massa suspensa com peso menor, ele sobe infinitamente contrariando as leis da gravidade. E o fio nao era inextensível, desconsidera-se a massa da roldana e etc.
O passo-a-passo em si
materiais: * 2 blocos de massas diferentes
* 1 pedaco de nilon que liga um bloco no outro
* 1 roldana
* 1 fita metrica
* superficie plana
* calculadora
* balanca
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,57 m | 0,02m | 0,16m | 0,02m | 0,35m | 0,03m | 0,100 kg | 0,001 kg | 0,050 kg | 0,001 kg |
Use o "número correto de algarismos significativos
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,57m | 0,02m | 0,98 s | 0,18 s | 1,26 m/s² | 0,05 m/s² |
Use o "número correto de algarismos significativos
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,100 kg | 0,050 kg | 0,35m | 4,29 m/s2 |
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Roteiro de Replicação
Integrantes do grupo:
Ardoanes Santos Negrão nº4
Victoria Pereira Baptista nº33
Yasmin Lana Marie nº35
Colégio Pedro II
Turma: 2108
Série: 1º ano do Ensino Médio
Ano: 2009
Licença de Distribuição do Trabalho
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/br/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="
http://purl.org/dc/elements/1.1/" href="http://purl.org/dc/dcmitype/Text" rel="dc:type">obra</span> está licenciada sob uma <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/br/">Licença Creative Commons</a>.
O passo-a-passo em si
Materiais a serem utilizados: Dois blocos de massas diferentes ( dica: não utilize massas de medidas muito diferentes, pois deste modo será mais difícil cronometrar o tempo de decida, já que o bloco mais pesado descerá rápido demais no caso de estar na posição no bloco A e no caso de ser este o bloco B a força de atrito impedirá a movimentação do sistema); Uma corda inextensível (pode ser fio de nylon, pois este material desliza bem e é essencialmente fino, evitando transtornos na montagem do modelo); Uma roldana Uma mesa ou suporte Um cronômetro Uma balança Uma trena Papel e Caneta
Para realizar o experimento, prenda o bloco A em uma das extremidades da corda que passe pela roldana. No mundo ideal, esta roldana não teria massa nem atrito, portanto, como este experimento estará sendo realizado no mundo real, fatalmente observaremos pequenas diferenças entre os valores dinâmicos e cinemáticos. Na outra extremidade da corda, prenda o bloco B de modo que ele fique sobre a mesa enquanto o bloco A fica pendurado, o mais longe possível do chão, tocando a roldana, mantendo sempre a corda esticada e continuamente reta em relação à roldana. Montado o sistema, solte o bloco A de forma que o bloco B deslize na mesa. Não esqueça de colocar ambos na balança (um de cada vez) antes de liberar o movimento e anotar os módulos de suas massas. Cronometre, então, o tempo que o bloco A leva da roldana até o chão. Este pode ser chamado de tempo t. Meça a distância do suporte ao chão, ou seja, a distância que o bloco A deverá percorrer no intervalo de tempo t. Chame essa distância de h, para ajudar a organização. Haverá uma distância que o bloco B percorrerá mesmo após a chegada do bloco A ao chão. Esta distância pode ser denominada de x. Para descobrir a medida de x, marque com a caneta a distância h a partir da posição inicial do bloco B e marque também o ponto onde ele parou de deslizar. A diferença entre esses dois pontos será x. Calcule o tempo que o bloco B leva para percorrer x (chame-o de tempo p) usando o cronômetro. O tempo será bem curto (exceto no caso de todas as outras medidas terem módulos muito grandes) o que exigirá agilidade e atenção. Dica: todas os valores devem ser medidos mais de uma vez e por várias pessoas, para que se faça uma média, considerando os diferentes reflexos de cada um e as margens de erro da metodologia e do instrumento)
Referencial Téorico
Este experimento tem como base a 2ª e a 3ª Leis de Newton. A 2ª Lei diz que a Força Resultante sobre um corpo deverá ser igual a sua massa vezes a aceleração do sistema em que está inserido => Fr=m.a Pode-se calcular a força resultante sobre cada corpo (A e B) usando esta fórmula. Segue também neste roteiro a maneira de calcular a aceleração deste sistema, que é uma medida indireta, não podendo, portanto, ser calculada com os instrumentos de trabalho (trena, cronômetro e balança) e sim a partir de outras medidas, que podem por sua vez ser diretas ou indiretas. A 3ª Lei diz que toda ação provoca uma reação de mesmo módulo e sentido contrário, ou seja, de mesma força só que para o outro lado. => F=-F
Deste modo, temos que a corda que liga o bloco A ao bloco B exerce a mesma força em ambos. Esta corda, em termos físicos, é chamada de TRAÇÃO (T).
Além da Tração, temos também a força PESO (P), que ao contrário do que o senso comum pensa não é o mesmo que massa e pode ser obtido multiplicando-se o valor da massa (m) pelo valor da gravidade (g). Pode-se admitir a gravidade como 9,81m/s² ou para fins didáticos 10 m/s² => P= m.g Deste modo, calcula-se o peso dos blocos A e B multiplicando suas massas pela gravidade. Existe uma força que a superfície faz sobre os corpos que estão sobre ela. Esta é uma força NORMAL (N); podendo ser obtida da mesma forma que o Peso, já que é contrária a ele. A Normal só está presente em situações de contato entre superfície e objetos. Deste modo, o bloco B possui Normal igual ao seu peso e o bloco A não possui esta força. No bloco B, atuam as forças Peso, Normal, Tração, Força de Atrito. No bloco A, atuas as forças Peso e Tração. Estas são as forças básicas. Há, porém, ATRITO entre as superfícies. Esta é uma força “passiva”, ou seja, só existe em resposta à solicitação de outra força, sendo sempre contrária ao movimento relativo, ou seja, se o móvel está “andando” para a direita a força de atrito se direcionará para a esquerda. A Força de Atrito (Fat) é dada pela multiplicação do Coeficiente de Atrito (μ) pela força Normal. O μ varia de 0 a 1 e quanto mais áspera a superfície se apresenta, maior é. Abaixo, a equação de como calcular o μ de uma superfície. Substitua os valores pelos do seu sistema.
A aceleração do sistema pode ser calculada de modo teórico ou de modo real. A equação teórica é
E a real é a=2h/t² Cada medida tem a sua incerteza (d) que deve ser subtraída e adicionada ao valor médio, formando uma margem de erro. dh - 0,001 m (instrumento) – é a menor medida do instrumento dx – 0,001 m (instrumento) dt - tempo médio de reflexo de liga/desliga do cronômetro (metodologia) dm – 0,001 kg (instrumento)
As incertezas da aceleração e do μ podem ser chamadas de propagação de erros, pois possuem muitas camadas de erros para chegar a um resultado incerto do próprio Mi e aceleração; necessitam outras contas. As fórmulas de operações básicas das incertezas são a base para se calcular as propagações de erros delas. A=B+C -> dA=dB+dC A=B-C -> dA=dB+dC A=B.C -> dA=dB.C+dC.B A=B/C -> dA=(dB/B+dC/C).B/C
Incerteza do μ
Transformamos a equação acima em uma onde seja possível o cálculo utilizando as operações básicas. “mi”=A mAh=B mBh=C mA+mB=D D.x=E E+C=H
Desta forma é possível calcular as incertezas parte por parte e substituir os valores até obter a expressão A=B/H, utilizando as operações fundamentais.
Incerteza da Aceleração a=2h/t² Assim como no caso anterior, substituímos os valores até encontrarmos uma conta simples. a=A 2.h=B t.t=C
A=B.C
Notas do Editor
Ao realizarmos experimento semelhante, observamos diferença entre as acelerações teórica e real. A aceleração teórica resultou 0,236m/s² e a real 0,393m/s². Isso comprova as diferenças entre os experimentos reais e idealizados.
Tabela com os dados experimentais
| h | dh | x | dx | µ | dµ | m1 | dm1 | m2 | dm2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,850m | 0,001m | 0,050m | 0,001m | 0,400 | 0,050 | 0,050kg | 0,001kg | 0,115kg | 0,001kg |
| h | dh | t | dt | a | da |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,850m | 0,001m | 2,083s | 0,410s | 0,393m/s² | 0,155m/s² |
| m1 | m2 | µ | a |
|---|---|---|---|
| 0,050kg | 0,115kg | 0,4 | 0,393m/s² |
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