Trilho de ar leis de newton

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  • Publicado : 14 de março de 2013
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Resumo: A importância de se estudar as Leis de Newton a partir de modelos mais simples é fundamental, um exemplo disso é o trilho de Ar, que apresenta de forma mais clara o estudo da dinâmica de sistemas, é importante ressaltar que a aplicação da Segunda Lei de Newton explica fenômenos que ocorrem em nosso cotidiano, e no caso do Trilho de ar não é diferente, os “carrinhos” passam sobre otrilho com aceleração constante devido ao peso do corpo suspenso na extremidade do fio, sendo assim é possível determinar experimentalmente a aceleração gravitacional local, calcular esta aceleração adquirida por um sistema sob a ação de uma força constante, também verificar que a aceleração adquirida por um corpo sob ação de uma força constante é inversamente proporcional à massa do corpo. Osgráficos e cálculos mostrarão a aceleração das massas sobre o “carrinho”.

1. Introdução: Este experimento compreende a dinâmica de um Trilho de Ar, determinando a massa do sistema através das leis de Newton, que explicam vários comportamentos relativos ao movimento físico, porém o foco desta pesquisa será a segunda lei, a Lei da Dinâmica.

1º Lei – Inércia

A Lei da Inércia trata doscorpos em equilíbrio, afirmando que quando as forças atuantes em um corpo se anulam, ele permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Inércia pode se definir como uma resistência natural dos corpos a alterações no estado de equilíbrio.

2º Lei – Principio Fundamental da Dinâmica

Através da Lei da Dinâmica é possível medir a aceleração de um corpo se do mesmo for conhecida amassa e a força resultante aplicada, que são duas grandezas intimamente ligadas, seguindo a expressão:

Fr = m . a

Onde m é a massa do corpo e a é a aceleração. Note que quando a força resultante é nula então não há aceleração e o corpo está em um movimento retilíneo uniforme sem a ação de forças (1º Lei de Newton Lei da Inércia).

A aceleração é uma grandeza vetorial definida pelacinemática como sendo a taxa de variação da velocidade em função do tempo. Quando um sistema apresenta aceleração constante, o módulo da mesma é dado por:

Em geral, a o módulo da aceleração instantânea é dado por:

A Lei da Dinâmica é válida mesmo se os efeitos da relatividade especial forem considerados, contudo no âmbito da relatividade a definição de momento de uma partícula requer alteração,sendo a definição de momento como o produto da massa de repouso pela velocidade válida apenas no âmbito da física clássica.

Unidades de força e massa no Sistema Internacional.
Força - Newton (N).
Massa - quilograma (kg)

3º Lei - Principio da Ação e Reação

Segunda a Lei Ação e Reação à força representa a interação física entre dois corpos distintos ou partes distintas de um corpo, seum corpo A exerce uma força em um corpo B, o corpo B simultaneamente exerce uma força de mesma magnitude no corpo A, ou seja, ambas as forças possuem mesma direção, contudo sentidos opostos.
A forma simples de se entender é que a força é a expressão física da interação entre dois entes físicos, há sempre um par de forças a agir em um par de objetos, e não há força solitária sem a suacontra-parte. As forças na natureza aparecem sempre aos pares e cada par é conhecido como uma par ação - reação.

2. Materiais e Métodos

* Materiais Utilizados: Trilho de Ar

O equipamento Colchão de Ar também conhecido como Trilho de ar, é um tubo que recebe um fluxo contínuo de ar e o deixa escapar por pequenos furos alinhados sobre uma linha imaginária. Este equipamento favorece estudosmais relevantes como a análise da quantidade de movimento e sua conservação em sistema com mais de um corpo em movimento, também para exemplos de queda livre, conservação ou não da energia mecânica, para choques (elásticos, inelásticos), etc.

Trilho de Ar

Cronômetro Digital

Gerador de fluxo de Ar

Anilhas...
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