Lançamento Projéteis

Física Experimental I

Experiência 3: Pêndulo Simples

OBJETIVOS
Encontrar a velocidade horizontal de lançamento, para as duas esferas, através do estudo do movimento de projéteis e da conservação de energia.

PROBLEMA FÍSICO
Nesta prática determinou-se a velocidade de lançamento de duas esferas, uma metálica e outra de vidro, liberadas em uma rampa e ignorando o efeito do ar. Para os cálculos foram utilizados os conceitos de movimento de projéteis e a conservação da energia. As velocidades horizontais foram calculadas considerando as esferas ou como corpos puntiformes ou como esferas rígidas.
Neste procedimento, as duas esferas foram liberadas de cima de uma rampa, partindo do repouso, e rolaram até a base da rampa sendo lançadas com uma velocidade horizontal inicial e a uma distância x (alcance).
Foi necessário para esta análise, medir as seguintes grandezas: altura da rampa (h), altura entre a base da rampa e o chão (H), o alcance de cada lançamento (x), e o diâmetro das esferas. Obs.: O diâmetro da esfera de vidro não ultrapassou a canaleta da rampa.
A esfera foi solta de cima da rampa, partindo do repouso e o corpo rolou até ser lançado e atingir o chão.

DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
A – Considerando y = h – H, e tomando como referência dos eixos coordenados h = 0, tem-se que y = -H;
Como os projéteis são liberados do repouso, a velocidade vertical é nula.
Pela expressão: , tem-se que: , logo .
Tomando em mãos agora a expressão para alcance: , pode-se relacioná-la com a anterior e, então:  .
Logo: .
B – Pela conservação da energia Mecânica, considerando a energia cinética (K) inicial nula, porque o projétil foi liberado a partir do repouso e a energia potencial (U) final também nula, tem se que:

, considerando a esfera como um corpo puntiforme ():

C – Pelo mesmo teorema acima, porém tendo as