Verificação das Leis da Cinemática e da 2ª Lei de Newton

Trabalho nº 1.01 Verificação das Leis da Cinemática e da 2ª Lei de Newton:
Estudo do Movimento de um Carrinho

Laboratório de Física Geral I
Licenciatura em Engenharia Mecânica

1

Verificação das Leis da Cinemática e da 2ª Lei de Newton

1. OBJECTIVO
Verificação das leis da Cinemática e da 2ª lei de Newton.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Considere-se um corpo de massa m1 m1 deslocando-se numa calha horizontal de acordo com o esquema figurado.

r
T
r
T

O r

t = 0; v0

Admitindo a ausência de atrito na roldana e na calha, a inextensibilidade do

m2
+

r
P

fio e a rigidez dos corpos de massas m 1 e m 2 , todos os pontos do sistema se deslocam com a mesma velocidade v e aceleração a.
Aplicando a segunda lei de Newton a cada um dos corpos vem para o de massa m2 que é r r

actuado pela força P + T :

r r r P + T = m2 a ,

(1)

r r T = m1 a .

(2)

e para o corpo de massa m1:

As equações escalares correspondentes às equações vectoriais são:

P − T = m2 a ,

(3)

T = m1 a .

(4)

Fazendo P = m2 g (sendo g a aceleração da gravidade), e eliminando T em (3) e (4) obtém-se para a aceleração:

a=

m2 × g
.
m2 + m1

(5)

Para uma dada configuração do sistema a aceleração será uma constante e o espaço s percorrido pelo corpo de massa m1 desde que passa na posição de referência O, onde se inicia a contagem dos tempos, será:
1
s = v0 t + a t 2 .
2

ADF – LEM – ISEL 2013/2014

(6)

Física Geral I

2

Verificação das Leis da Cinemática e da 2ª Lei de Newton

3. REALIZAÇÃO EXPERIMENTAL
3.1

Material
•
•
•
•
•

Gerador de ar com mangueira
Calha com graduação
Carrinho e fio
Cronómetro digital
2 sensores de movimento e respectivas ligações
• Massas adicionais (clips)
3.2

Montagem 1 e 2

Minimização do efeito de atrito
Nas montagens experimentais 1 e 2 da deste trabalho (figura acima), o corpo de