Rel 2 - Fisexp I - Física Experimental I
Rel 2 - Fisexp I
DisciplinaFísica Experimental I4.591 materiais • 30.082 seguidores
FÍSICA EXPERIMENTAL I \u2013 2014/1 \u2013 MÓDULO II
Medir o valor da aceleração da gravidade g observando e analisando o movimento de um corpo que desce um plano inclinado, ou seja, seu Movimento Retilíneo Uniforme Variado (MRUV). Esboçar tabelas e gráficos correspondidos aos resultados obtidos a partir do experimento.
Além disso, determinar a incerteza de uma medida indireta e comparar o resultado experimental obtido com o resultado esperado da gravidade a partir de um modelo, tendo como referência o valor de g = (978,7 +/- 0,1) cm/s².
O Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado ocorre quando um corpo se desloca ao longo de uma trajetória rectilínea, e com uma aceleração constante. O que significa que a velocidade do corpo apresenta sempre a mesma variação, a cada segundo que passa. Neste caso é possível caracteriza-lo também como um movimento acelerado devido ao aumento constante da variação da velocidade do corpo.
O corpo neste caso é o carrinho e a trajetória retílinea é o trilho de ar reto, além disso, devido ao carrinho se localizar acima de um trilho de ar, pode-se anular as forças de atrito, restando as forças representadas no esquema a seguir:
Figura 1: Forças presentes no carrinho sobre o trilho de ar
Como o P tem uma componente x e uma componente y, é possível decompor as forças [Figura 2].
Figura 2: Decompondo as forças
A força responsável pela aceleração, portanto, corresponde a componente da força peso no eixo x. Assim, relacionando as Figuras 1 e 2, tem-se a seguinte expressão:
Sabe-se que o valor da gravidade esperado é g = (978,7 +/- 0,1) cm/s², valor este encontrado a partir de um modelo mais preciso e exato.
Para calcular a aceleração do sistema e a aceleração da gravidade faz-se necessário fazer um ajuste linear, ou seja, a melhor reta entre os pontos do gráfico V x T, onde o coeficiente angular será a aceleração do sistema, e A x sen\u3b8, onde o coeficiente angular será a aceleração da gravidade.
Inclinou-se o trilho de ar, com o auxílio de 2 blocos de madeira, levantando um ponto de apoio. Deste modo, uma extremidade do trilho de ar se encontrava com dois blocos de madeira e a outra sem nenhum bloco. Estabeleceu-se uma faixa de comprimento L de 100 cm sobre o trilho de ar. Mediu-se com a régua militmetrada a altura das duas extremidades do comprimento L. Determinou-se o ângulo \u3b8 de inclinação do trilho. [Figura 3]
Pegou-se um pedaço de fita e a mesma foi colocada acima do trilho de ar. O centelhador foi devidamente ligado com uma frequência de 60 Hz e só então colocou-se o carrinho sobre o trilho de ar. Após isso, o movimento do carrinho foi registrado na fita, retirou-se a fita do trilho e procedeu-se a leitura dos dados obtidos.
O mesmo procedimento descrito foi repetido para 4 inclinações diferentes, acrescentando-se apenas mais um bloco de madeira abaixo da extremidade do trilho de ar. Contruiu-se uma tabela de medidas de tempo, posição e velocidade para que fosse possível esboçar os gráficos desejados para cada inclinação realizada no experimento.
Vale ressaltar também que o intervalo de tempo entre um ponto e outro da fita foi calculado através da fórmula que relaciona a frequência com o período: f = 1/T. Sendo a frequência previamente estabelecida como 60Hz, o tempo calculado a cada ponto foi de 1/60, porém, contabilizou-se uma medida entre dois em dois pontos, portanto, o valor foi de 2/60.
Figura 3: Esquema do experimento
sen \u3b8
Obs.: Gráficos e cálculos feitos manualmente em papel milimetrado encontram-se anexados ao fim do relatório.