Fisica Experimental 1 - Exp2

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
INSTITUTO DE FÍSICA
DISCIPLINA: FÍSICA 1 EXPERIMENTAL
2º SEMESTRE 2018
RELATÓRIO DO EXPERIMENTO “MOVIMENTO RETILÍNEO E
UNIFORMEMENTE VARIÁVEL”
DATAS DE REALIZAÇÃO: 05/09/2018
GRUPO: 6
TURMA: D
ALUNOS: CAROLINA SILVA RODRIGUES 18/0099205
JÉSSICA LOPES RIBEIRO 18/0095846
JOÃO PEDRO PEREIRA DOS SANTOS 18/0076191
JOÃO VICTOR DE QUEIROZ 18/0103300
SHAYANNE RIBEIRO CAVALCANTI 18/0109308
MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORMEMENTE VARIÁVEL
1.Objetivo
Medir os tempos de deslocamento e as velocidades instantâneas de um carrinho
deslizando sobre um trilho de ar.
2. Material Necessário
01 trilho de 120cm conectado a uma unidade de fluxo de ar;
01 cronômetro digital multifunções com fonte DC 12V;
02 sensores fotoelétricos com suporte fixador (S1 e S2) 01 eletroímã com bornes
e haste;
01 fixador de eletroímã com manípulo;
01 chave liga-desliga;
01 Y de final de curso com roldana raiada;
01 suporte para massas;
01 massa de ~10g com furo central de diâmetro 2,5mm;
01 massa de ~20g com furo central de diâmetro 2,5mm;
01 pino para carrinho com fixador para eletroímã;
01 carrinho para trilho cor preta;
01 pino para carrinho para interrupção de sensor;
01 pino para carrinho com gancho;
Cabos de ligação e cabos de força;
01 balança digital;
01 micrômetro.
3. Procedimentos
O projeto consiste no deslizamento do carrinho, com peso ligado ao mesmo,
sobre um trilho de ar. Primeiramente pesa-se a massa do carrinho, do suporte e da massa
que será adicionada ao suporte. O próximo passo é medir o diâmetro do pino (∆L) que
interrompe o sensor, com a utilização de um paquímetro. Após isso, deve-se ligar o
compressor e colocar o carrinho sobre o trilho de ar. Inicia-se o experimento colocando-
se o sensor a 10cm de distância da posição inicial do carrinho. Além disso, deve-se
colocar o cronômetro na função F2 para analisar os tempos e repetir o lançamento no
mínimo 5 vezes do mesmo local. Após isso, muda-se o local em 10cm a cada vez até
chegar em 80cm de distância. Depois das 20 distâncias calculadas na função F2 do
cronômetro, muda-se para a função F3 e repete-se todos os passos. Com essa função,
calcula-se o intervalo de tempo de interrupção do sensor.
4. O experimento
EletroímãCarrinho Sensores 1 e 2
Suporte com
massa
Imagem 1: Montagem do experimento
Tabela 1 – Massas utilizadas

Erros instrumentais = ±0,4g
Massa do carrinho = 218,1g
Massa do suporte = 8,0g
Massa adicional= 20g
Tabela 2 – Diâmetro do pino

∆L = 0,003mm
Tabela 3 – Posição inicial

So = 0,3m
Tabela 4 – Medidas do tempo de deslocamento (t) e do intervalo de tempo (Δt) para
diferentes valores de deslocamento
Tabela 4.1 – Medidas do tempo de deslocamento (t)
S ∆S T1 T2 T3 T4 T5
(cm) (cm)
40,0 10,0 0,456s 0,481s 0,442s 0,448s 0,450s
50,0 20,0 0,633s 0,635s 0,634s 0,630s 0,636s
60,0 30,0 0,767s 0,767s 0,762s 0,756s 0,755s
70,0 40,0 0,881s 0,872s 0,879s 0,881s 0,883s
80,0 50,0 0,991s 0,993s 0,986s 0,988s 0,978s
90,0 60,0 1,082s 1,071s 1,087s 1,083s 1,105s
100,0 70,0 1,176s 1,161s 1,223s 1,253s 1,193s
110,0 80,0 1,266s 1,265s 1,306s 1,258s 1,161s
Tabela 4.2 – Medidas do intervalo de tempo (∆t)
S ∆S ∆T1 ∆T2 ∆T3 ∆T4 ∆T5

(cm) (cm)
40,0 10,0 0,015s 0,014s 0,015s 0,014s 0,015s
50,0 20,0 0,011s 0,011s 0,010s 0,010s 0,011s
60,0 30,0 0,009s 0,009s 0,009s 0,009s 0,009s
70,0 40,0 0,008s 0,008s 0,008s 0,008s 0,008s
80,0 50,0 0,008s 0,007s 0,007s 0,007s 0,007s
90,0 60,0 0,006s 0,006s 0,007s 0,006s 0,007s
100,0 70,0 0,007s 0,006s 0,006s 0,006s 0,006s
110,0 80,0 0,007s 0,005s 0,005s 0,005s 0,005s
Erro na medida da posição = ±0,1cm

Erro na medida do deslocamento = ±0,1cm
Erro instrumental na medida do tempo = ±0,001s
5. Análise de dados
Massa total suspensa = 28g

Massa do conjunto (carrinho + suspensa) = 246,1g
Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza para a medição do
tempo de deslocamento. Faça o cálculo do tempo de deslocamento para cada um
dos deslocamentos e mostre os resultados numa tabela.
Resposta: Os cálculos efetuados para obter a melhor estimativa e a incerteza de
cada uma das grandezas medidas foram:
-Melhor estimativa do deslocamento
ΔS = S1 – S0
-Incerteza na medida de deslocamento
Δ(ΔS) = ΔS1 + ΔS0
-Melhor estimativa do tempo de deslocamento
Δt = média aritmética das medidas de tempo
-Incerteza na medida do tempo de deslocamento
Δ(Δt) = erro instrumental de t + erro aleatório de t
Erro aleatório de t = desvio padrão da média = [√ (∑ (ti – tmédio)2 )/N (N-1))]
T±∆T (s) ∆S+∆(∆S) (m)

0,455 ± 0,001s 10,0 ± 0,1cm
0,637 ± 0,001s 20,0 ± 0,1cm
0,761 ± 0,002s 30,0 ± 0,1cm
0,879 ± 0,002s 40,0 ± 0,1cm
0,987 ± 0,003s 50,0 ± 0,1cm
1,086 ± 0,001s 60,0 ± 0,1cm
1,201 ± 0,002s 70,0 ± 0,1cm
1,251 ± 0,003s 80,0 ± 0,1cm
Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza para a medição do

tempo de interrupção do sensor; a melhor estimativa e a incerteza para a
determinação da velocidade média no final de cada deslocamento. Faça os cálculos
e mostre os resultados numa tabela.
Resposta:
Melhor estimativa da velocidade média
Vm = ΔS / Δt
Incerteza na medida da velocidade média
ΔV = Vm [ Δ(ΔS)/ΔS + Δ(Δt)/ Δt]
Tabela 4 – Velocidade média (V) em função da posição (S)

Sm ± ∆S (m) ∆t ± ∆(∆t) Vm ± ∆V (m/s)
10,0 ± 0,1cm 0,455 ± 0,001s 0,2198 ± 0,0002 m/s
20,0 ± 0,1cm 0,637 ± 0,001s 0,3160 ± 0,0005 m/s
30,0 ± 0,1cm 0,761 ± 0,002s 0,3942 ± 0,0002 m/s
40,0 ± 0,1cm 0,879 ± 0,002s 0,4551 ± 0,0003 m/s
50,0 ± 0,1cm 0,987 ± 0,003s 0,5066 ± 0,0004 m/s
60,0 ± 0,1cm 1,086 ± 0,001s 0,5525 ± 0,0003 m/s
70,0 ± 0,1cm 1,201 ± 0,002s 0,5828 ± 0,0002 m/s
80,0 ± 0,1cm 1,251 ± 0,003s 0,6375 ± 0,0002 m/s
RELATÓRIO 2.1 – RELAÇÃO ENTRE TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA
1.Objetivos
Verificar se a variação da energia cinética no sistema é igual ao trabalho realizado
pela força externa.
2.Introdução
Aplicando a segunda lei de Newton para cada corpo, temos um sistema de duas
equações:
1) T = m1 a (carrinho) e m2g + (- T) = m2 a ( peso suspenso) onde T é a força aplicada
pelo fio em cada corpo. Somando-se essas equações, podemos eliminar T e obtemos:
2) P = (m1 + m2) a. Onde P é o peso da massa suspensa. Multiplicando-se os dois lados
da equação por ΔS, que representa a distância percorrida pelos corpos num intervalo de
tempo, obtemos:
3) P ΔS = (m1 + m2) a ΔS. Isolando-se o termo a ΔS na equação v2 = v0 2 + 2 a ΔS do
movimento com aceleração constante e substituindo em (3), obtemos:
4)P ΔS = (m1 + m2 ) v²/2 – (m1 + m2) v0².
O produto P ΔS é o trabalho (W) realizado pela força peso. A grandeza (m1+m2) v² / 2
é a energia cinética do conjunto (carrinho + peso suspenso) num determinado instante.
Logo, a equação (4) mostra que o trabalho realizado pela força peso é igual a variação
da energia cinética (ΔK). W = ΔK = K – K0
3.Dados experimentais
Tabela 1 - Massas utilizadas
Massa total suspensa = 28g

Massa do conjunto (carrinho + suspensa) = 246,1g
Tabela 2 – Velocidade média (V) no final de cada deslocamento (ΔS)

V=∆s/∆t
∆Sm ± ∆(∆S) (m) Vm ± ∆V (m/s)
10,0 ± 0,1cm 0,2198 ± 0,0002 m/s
20,0 ± 0,1cm 0,3160 ± 0,0005 m/s
30,0 ± 0,1cm 0,3942 ± 0,0002 m/s
40,0 ± 0,1cm 0,4551 ± 0,0003 m/s
50,0 ± 0,1cm 0,5066 ± 0,0004 m/s
60,0 ± 0,1cm 0,5525 ± 0,0003 m/s
70,0 ± 0,1cm 0,5828 ± 0,0002 m/s
80,0 ± 0,1cm 0,6375 ± 0,0002 m/s
3.Análise de dados
1. Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza na
determinação do peso da massa total suspensa. Use o valor da aceleração da
gravidade (g) no local de realização do experimento para fazer os cálculos e mostre
o resultado.
P = P=m.g
P =0,2744J
2. Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza na

determinação do trabalho realizado pela força peso. Faça o cálculo do trabalho
realizado para cada um dos deslocamentos e apresente os resultados numa tabela.
Tabela 3 – Trabalho (W) em função do deslocamento (ΔS)
Tabela 3 – Trabalho (W) em função do deslocamento (ΔS)

W = mg∆s
∆Sm ± ∆(∆S) (m) Wm ± ∆W (J)
10,0 ± 0,1cm 0,02744 ± 0,00002 J
20,0 ± 0,1cm 0,05480 ± 0,00001 J
30,0 ± 0,1cm 0,08232 ± 0,00004 J
40,0 ± 0,1cm 0,1098 ± 0,00002 J
50,0 ± 0,1cm 0,1372 ± 0,00003 J
60,0 ± 0,1cm 0,1646 ± 0,00004 J
70,0 ± 0,1cm 0,1921 ± 0,00001 J
80,0 ± 0,1cm 0,2195 ± 0,00006 J
3.Mostre como será calculada a variação da energia cinética do conjunto
(carrinho + massa suspensa) para cada deslocamento. Faça os cálculos e mostre
numa tabela.
Tabela 5 – Variação da energia cinética (ΔK) em função do deslocamento (ΔS)

K=mv²/2
∆Sm ± ∆(∆S) (m) K ± ∆(∆K) (J)
10,0 ± 0,1cm 5,945 ± 0,002 J
20,0 ± 0,1cm 12,287 ± 0,003 J
30,0 ± 0,1cm 19,121 ± 0,003 J
40,0 ± 0,1cm 25,486 ± 0,006 J
50,0 ± 0,1cm 31,580 ± 0,004 J
60,0 ± 0,1cm 37,562 ± 0,005 J
70,0 ± 0,1cm 41,795 ± 0,003 J
80,0 ± 0,1cm 50,008 ± 0,001 J
4. A discrepância entre o trabalho realizado pela força peso e a variação de energia

cinética não será significativa se ‫ ׀‬W – ΔK‫ ≥ ׀‬ΔW + Δ(ΔK). Verifique se há
discrepância significativa entre o intervalo de valores possíveis para a variação de
energia cinética e intervalo de valores possíveis para o trabalho realizado pela
força peso em cada deslocamento.
‫׀‬W – ΔK‫׀‬ ΔW + Δ(ΔK) discrepância

5,917 0,00202 Não
12,232 0,00301 Não
19,039 0,00304 Não
25,376 0,00602 Não
31,443 0,00403 Não
37,397 0,00504 Não
41,603 0,00301 Não
49,788 0,00106 Não
5. Pode-se afirmar que o trabalho realizado é igual à variação de energia

cinética do conjunto? Se não puder afirmar liste as possíveis causas.
Resposta :Pode-se afirmar que os valores do trabalho e da variação da energia cinética
são iguais, pois o Teorema do Trabalho justifica essa afirmativa dizendo que “O
trabalho realizado pela força resultante sobre uma partícula é igual a variação da energia
cinética da partícula(W=ΔK)”
Conclusões
Tal experimento realizado comprovou o fundamento teórico envolvido na teoria

do trabalho e da energia cinética, casos variando-se a as distâncias, a
aceleração e a velocidade, onde tem-se nesse exemplo que o trabalho é igual
a variação da energia cinética, isso se deve ao fato de que o trabalho da
resultante das forças que atua sobre uma partícula modifica sua energia
cinética.
Observa-se aplicabilidade para o tema discutido nessa prática, em
simples situações do dia-a-dia, que diversas vezes não temos o conhecimento
da física envolvida na situação.
No entanto o experimento possui margem de erro, devido: Pesos com
medidas erradas, algum momento ao percorre o trilho o móvel toca no mesmo
fazendo algum atrito e o desacelerando, o eletroímã pode ter segurando mais
que o necessário após ter sido desligado, resistência do ar sobre o movimento
do móvel e etc.

Fisica Experimental 1 - Exp2

Enviado por

Direitos autorais:

Formatos disponíveis

Fisica Experimental 1 - Exp2

Enviado por

Dados do documento

Título original

Direitos autorais

Formatos disponíveis

Compartilhar este documento

Compartilhar ou incorporar documento

Opções de compartilhamento

Você considera este documento útil?

Este conteúdo é inapropriado?

Direitos autorais:

Formatos disponíveis

Fisica Experimental 1 - Exp2

Enviado por

Direitos autorais:

Formatos disponíveis

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORMEMENTE VARIÁVEL

Imagem 1: Montagem do experimento

Tabela 1 – Massas utilizadas

Tabela 2 – Diâmetro do pino

Tabela 3 – Posição inicial

Tabela 4.1 – Medidas do tempo de deslocamento (t)

Tabela 4.2 – Medidas do intervalo de tempo (∆t)

S ∆S ∆T1 ∆T2 ∆T3 ∆T4 ∆T5

Erro na medida da posição = ±0,1cm

Massa total suspensa = 28g

T±∆T (s) ∆S+∆(∆S) (m)

Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza para a medição do

Tabela 4 – Velocidade média (V) em função da posição (S)

RELATÓRIO 2.1 – RELAÇÃO ENTRE TRABALHO E ENERGIA CINÉTICA

Tabela 1 - Massas utilizadas

Massa total suspensa = 28g

Tabela 2 – Velocidade média (V) no final de cada deslocamento (ΔS)

2. Mostre como será calculada a melhor estimativa e a incerteza na

Tabela 3 – Trabalho (W) em função do deslocamento (ΔS)

Tabela 5 – Variação da energia cinética (ΔK) em função do deslocamento (ΔS)

4. A discrepância entre o trabalho realizado pela força peso e a variação de energia

‫׀‬W – ΔK‫׀‬ ΔW + Δ(ΔK) discrepância

5. Pode-se afirmar que o trabalho realizado é igual à variação de energia

Tal experimento realizado comprovou o fundamento teórico envolvido na teoria

Você também pode gostar