A Segunda Lei de Newton

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CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR

UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AMBIENTAL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: Laboratório de Física

PROFESSOR: José Roberto

SEGUNDA LEI DE NEWTON

RELATÓRIO Nº:  02

DISCENTES: DANIEL DE CARVALHO ARAUJO (916210712)

                EMERSON NUNES DE OLIVEIRA (916110301)

                HIAPONYRA DA SILVA MENDES (916110491)

                THALIA OLIVEIRA FARIAS (915210781)

TURMA: 1B

Realização do Experimento: 19 set. 2018

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Pombal-PB

Setembro de 2018

RESUMO

Neste experimento podemos perceber a dependência que a aceleração tem da massa do sistema. Objetivou-se com este trabalho verificar a segunda Lei de Newton por meio de um sistema experimental cuja massa total era invariável. Foi usado um trilho de ar sobre o qual estava em repouso um corpo (carrinho). O corpo foi conectado a uma massa suspensa através de um fio inextensível cuja a massa era desprezível. No final do trilho havia uma polia, onde um gancho foi preso a fim de conectar massas adicionais para determinar a força resultante e a aceleração em cada caso e, posteriormente, traçar um gráfico de Força Resultante versus Aceleração. Dessa forma, comprovamos a Segunda Lei de Newton, que afirma que “a força resultante que atua sobre um corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele adquire”.

1. INTRODUÇÃO

A Segunda Lei de Newton, também conhecida como o princípio fundamental da dinâmica, mostra que a força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo por sua aceleração.

𝐹⃗=𝑚∙𝑎⃗

Quando um carro está acelerando, sua velocidade aumenta no decurso do tempo, de acordo com a orientação da trajetória, a velocidade escalar pode ser positiva ou negativa. (RAMALHO, 2007).

Considere um corpo qualquer e as resultantes das forças exercidas sobre ele. Essa força resultante vai fazer com que esse corpo sofra uma aceleração, a direção e o sentido da aceleração desse corpo são os mesmos da força resultante.

Uma vez aplicada uma força sobre um objeto, imprime-se sobre ele uma aceleração que depende da sua massa. A força é uma grandeza vetorial, pois possui módulo, direção e sentido, sua unidade no Sistema Internacional é o Newton (N).

Além disso, pela fórmula elaborada por newton, percebe-se que a aceleração também será mudada, caso haja uma mudança na massa.

No caso de haver uma força resultante diferente de zero atuando sobre o corpo, então este sofre uma aceleração inversamente proporcional à sua massa inercial e no mesmo sentido da atuação da força, em relação a um referencial inercial adotado arbitrariamente, o que ficou conhecido por Princípio Fundamental da Dinâmica ou 2ª Lei de Newton. (Gardelli, 2004).

Dessa forma, objetivou-se neste ensaio verificar a segunda Lei de Newton por meio de um sistema experimental cuja massa total era invariável.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

        Para a realização do experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Cronômetro Digital
• Compressor
• Trilho de ar
• Pesos
• Porta-peso
• Carrinho
• 4 Sensores fotoelétricos
• Eletroímã

2.2 Métodos

Semelhante ao processo utilizado para o experimento do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, montou-se o equipamento. Foi conectado o cabo auxiliar da chave aos seus respectivos locais de entrada no cronômetro, assim como o cabo apropriado do eletroímã à chave liga-desliga (START) ao cronômetro. Conectaram-se também aos cabos dos sensores fotoelétricos nos terminais específicos do cronômetro, analisando minunciosamente os sensores 1,2,3 e 4.

Ligou-se o cronômetro, zerando o dispositivo, selecionou-se a função F2, e na parte posterior do equipamento foi determinada uma voltagem que prendia o carrinho no eletroímã, deixando o objeto em iminência do movimento. Mediu-se preliminarmente a massa do carrinho:  , a massa do porta-pesos = 8g, e acrescentou-se uma massa de 20g, totalizando 28 g no porta-pesos, resultando uma força aceleradora parcial . [pic 3][pic 4]

Sendo obtidas a Massa suspensa Ms = 0,028kg e Força resultante Fr = 0,2747 N, posteriormente, foi acrescentado aos pinos do carrinho duas massas de 20g e duas massas de 10g totalizando 0,060 kg, considerando a massa da roldana 5g, totalizando uma massa acrescentada de Ma=0,065g, além disso obtém-se a massa total, resultante da soma da Massa acrescentada Ma, da Massa suspensa Ms e da Massa do carrinho Mc. (Ma + Ms + Mc = 0,309) kg. A Massa total permanecerá constante durante toda a experiência.

Com os equipamentos organizados inicia o experimento. A chave é desligada rapidamente e o carrinho desliza pelo trilho, viabilizando a medição dos tempos no cronômetro.  Repete-se o experimento por cinco vezes, transferindo uma massa de 10g do carrinho para o porta-pesos a cada vez, analisando a relação gradativa entre o aumento da força e a aceleração do carrinho.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

• Etapa 01:

Inicialmente, temos:

• Massa acrescentada (Ma): 0,065 kg
• Massa suspensa (Ms): 0,028 kg
• Massa do carrinho (Mc): 0,216 kg
• Massa total (M): 0,309 kg
• Força Resultante (FR): 0,2747 N

A partir desses dados, foi possível montar a seguinte tabela:

Tabela 01: Relação entre força resultante e aceleração com a força de 0,2747 N.