2ª Lei de Newton

2ª LEI DE NEWTON

Objetivo:

Verificar através de dados experimentais a 2ª Lei de Newton.

Introdução:

Neste experimento, determinar-se-á a relação quantitativa entre a resultante das forças aplicadas num ponto material e sua aceleração; este estudo será baseado no modelo proposto a seguir.

O modelo aqui proposto corresponde a um bloco (A) de massa m1, apoiado numa superfície plana e horizontal, ligado a um fio que sustenta na outra extremidade um segundo corpo (B) de massa m2, o qual pende verticalmente(fig.1). Neste modelo serão utilizadas as seguintes hipóteses:

1. O fio é leve e inextensível;
2. O ramo AC do fio será sempre horizontal;
3. A inércia da roldana bem como o atrito da mesma com o fio são consideradas desprezíveis;
4. Não há atrito de contato A com a superfície horizontal;

Aplicando-se a 2ª Lei Newton aos corpos A e B tem-se:

Bloco A                                             Bloco B

ΣFx =                                       ΣFy =

T = m1 . a                                   P2 – T = m2 . a      

P2 – T = m2 . a (Bloco B)

        T = m1 . a (Bloco A)

Somando-se membro a membro, tem-se:

P2  = (m1 + m2)  . a     =    M . a

a= 2S / t²                 g = 10m/s²      (m1 + m2)  = M

P2 = m2 . g

m1= 0,188936 kg

[pic 1]

 

 <Fonte: Apostila de Mecânica da Partícula “Laboratório” >

Arranjo Experimental:

            [pic 2]

Descrição:

Foram utilizados os seguintes equipamentos na experiência:

• Trilho de ar e acessórios
• Carrinho para colchão de ar
• Foto células e cronômetro
• Cronômetro
• Polia
• Fio de nylon
• Trena
• Massores e suporte de massor

Procedimento Experimental: 

1. Nivelar o trilho de ar; uma vez produzido o colchão de ar, o carrinho estando livre  sobre o trilho, não deverá deslizar nem para um lado nem para o outro;
2. Abandonar o corpo que acelera o sistema (corpo B). Obter a aceleração do carrinho seguindo o procedimento já utilizado no experimento “cinemática do ponto”;
3. Anotar os valores t e m2;
4. Reconduzir o sistema à posição inicial. Transferir a sobrecarga para o porta cargas situado em B. Repetir o procedimento descrito no item (c). Anotar os novos de m2.
5. Repetir 5 vezes o procedimento (d), preenchendo desta forma a tabela do Estudo Dirigido.

Dados Obtidos:

[pic 3]

Análise de Dados:

P2 = m2 . g      

P2 = 0,123472 .10    >  P2 = 1,23472  

P2 = 0,095905 .10    >  P2 = 0,95905

P2 = 0,082766 .10    >  P2 = 0,82766

P2 = 0,072484 .10    >  P2 = 0,72484

P2 = 0,044894 .10    >  P2 = 0,44894

a= 2S / t²                

a= (2.0,65)/0,355²   >  a= 10,31541  

a= (2.0,65)/0,393²   >  a= 8,417018  

a= (2.0,65)/0,411 ²   > a= 7,695905

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