Relatorio

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UNIVERSIDADE VILA VELHA – UVV
CURSO: ENGENHARIA DE PETRÓLEO

DISCIPLINA
FÍSICA EXPERIMENTAL I
ET3M
Experimento: Trilho de ar
Realizado em 09 de abril de 2012

Grupo:
Gleicy Sodré
Eliza Stófel Laignier
Évila Schunck Loureiro
Francielly de Barros Trancoso

Vila Velha (ES), 15 de abril de 2012
1. Objetivo:
Determinar a aceleração de um corpo sobre a ação de uma força constante.2. Apresentação do Problema Físico
Este relatório tem como fim, provar experimentalmente que o movimento de um corpo sobre uma superfície sem atrito e sob a ação de forças constantes resultará na não variação da aceleração do corpo. Para isso usaremos as leis do movimento de Newton, Conservação de energia e Movimento da aceleração constante.
Tal experimento foi dividido em três etapas:Primeiramente foram feitos testes para avaliar se realmente encontraríamos uma velocidade constante do carro sobre o trilho. Tal como a avaliação do nivelamento do trilho de ar e também a constatação que não há força de atrito agindo sobre o carro.
Em um segundo caso, foi utilizada uma esfera pequena presa a uma roldana, e presa no carro, fazendo com que o mesmo fosse ‘puxado’ com uma velocidademaior a cada intervalo de sensor. Após foram colocados dois discos sobre o carro, um em casa lado, para que o mesmo permaneça em equilíbrio, assim, aumentando um pouco mais sua velocidade, em função de seu peso, porém sua aceleração continua nula.
Logo, em um terceiro caso, houve uma modificação na rampa de lançamento do carro, esta foi inclinada em primeiro plano a aproximadamente β=4º,fazendo com que a rampa crie uma força constante sobre o carro. Logo após inclinou-se a rampa agora a aproximadamente β=10º (onde β é o ângulo de inclinação do trilho de ar), assim criando uma força constante sobre o carro um pouco maior que a anterior. Com isso a aceleração do carro deve continuar sendo nula, ou bem próxima a zero.

3. Desenvolvimento Teórico
O estudo deste movimento se iniciacom o emprego da conservação de energia e MRUA no movimento, denominando assim uma equação para facilitar nos cálculos. Logo após, a partir da segunda lei de Newton, analisando a posição do carro e todas as forças atuantes nele, obtemos uma equação para o plano inclinado. Na continuação, usando as equações de movimento da aceleração constante, como base para a segunda fórmula, neste caso umamassa foi usada para gerar uma força constante.

3.1. Conservação de Energia e MRUA
Analisando o comportamento do carro sobre o trilho usaremos a 2ª Lei de Newton para descrever o cálculo de sua aceleração.

M

1 ϻ



m
2

- h = - x

Sabendo que um momento inicial havia somente a força da gravidade atuando no sistema, e em um momento finalhouve o movimento de translação do bloco 1 de massa M, tal como o movimento de translação do bloco 2 de massa m, e ainda o movimento de rotação da roldana. Logo temos a seguinte fórmula:

Ei= Ef
Ug=Kt+ Kt+ Kr
Assim temos:
mgh=12MV2+ 12mV2+ 12IW2

Colocando as massas em evidência e sabendo que I= ϻ r22 temos:

mgh=M+mV2+ 12 ϻr²2 W²Sabendo que r2w2= v2
mgh= 12 M+mV2+ 12 ϻ2 V2

Colocando novamente em evidência:

mgh= 12 M+m+ ϻ2 V2

Isolando a velocidade:
V2= mgh12 ( M+m+ ϻ2)

Passando o 12 pra cima e substituindo o h por ∆ x

V²= 2mg∆x(M+m+ ϻ2)

Sabendo que a V0 é = 0, e que de acordo com as equações de movimento da aceleração constante V²= V02+ 2a∆x
Temos que:Igualando as fórmulas:
2mg∆x(M+m+ ϻ2)= 2a∆x

Cortando os elementos em comum:



a = mM+m+ ϻ2g









3.2. 2ª Lei de Newton

Analisando o comportamento do carro de massa M sobre o trilho de ar inclinado a um ângulo θ, em relação à horizontal, temos que: (uma vez sabendo que não temos a força de atrito atuando no sistema).

N...
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