Forças dissipativas

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LEIS DE NEWTON

Joyce Elise de Campos – matrícula 34137

Hugo Lopes – matrícula

– matrícula

– matrícula

Resumo.

Com base nos conceitos de forças dissipativas, foi feito um experimento capaz de conhecer e estudar o chamado arrastro hidrodinâmico, o qual está presente em todo corpo que se movimenta em um fluído, agindo de modo contrário a este. Dessa forma, utilizando um trilho de ar, mediu-se o movimento de um carrinho, assim como sua velocidade, deslocamento, tempo médio e aceleração. Através desses dados, foram construídos tabelas e gráficos a fim de analisar o movimento.

Palavras-chave: forças dissipativas; experimento; movimento; velocidade.

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INTRODUÇÃO

Sabe-se que todo corpo possui forças, mesmo que este esteja parado, como as forças peso e normal.         No entanto, é válido ressaltar que há duas classes de forças: as conservativas e dissipativas. A primeira não altera a energia mecânica total de um corpo, enquanto na segunda, assim como o nome diz, há perda de energia mecânica, a qual é transformada em calor, som, entre outras. Isto posto, há um erro conceitual a respeito de forças dissipativas, uma vez que é normal pensar que como principal e às vezes único exemplo de tal tem-se a força de atrito.

Todavia, há uma força tão importante quanto a de atrito em um movimento: a força de arrastro que, muitas vezes, é confundida com o empuxo. Essa força é recorrente da “competição’ por espaço entre o corpo que se movimenta e o meio contínuo do fluído, ou seja, é uma força contrária ao movimento do corpo e proporcional a uma potência da velocidade:

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Equação 1- Equação do arrastro

Percebe-se que a força de empuxo não depende, assim como a força de arrastro, somente da velocidade do corpo, mas também da sua geometria e das propriedades do fluído.

Assim sendo, o experimento descrito tem o objetivo de conhecer, efetuar e medir o arrastro hidrodinâmico, efetuar medidas primárias e secundárias de deslocamento, tempo, massa, velocidade e aceleração. Bem como compreender e explicar as equações do movimento, além de utilizar o software SciDAVis  e analisar os gráficos e tabelas do movimento.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

- Trilho de ar metálico de 2 metros de comprimento com compressor de ar

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Figura 1: Trilho de ar metálico de 2m

- Carrinho metálico para o trilho;

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Figura 2: Trena

- Cronômetro Multifuncional digital, com aquisição de dados;

Marca: Cidepe / Modelo: EQ228A

Precisão: 0,00005 s / Erro: ± 0,000025 s

-Calço de madeira

-Cinco Sensores ópticos de passagem com suportes;

- 4 Massas de 10g e uma de para lastro do carrinho.

-Balança digital.

Marca: feita na UNIFEI

Precisão: 0,1g

Erro: 0,05g

-Dois sensores opticos de passagem com suporte

-Um anteparo de papelão que funcionará como “vela” do carrinho.

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Figura 3: Anteparo de papelão.

 

2.2 Modelo Metodológico

3. DISCUSSÃO DO MÉTODO E DOS RESULTADOS

Tabela 1:. Relação tempo, espaço, velocidade médio e tempo médio. (sem lastro)

T(s)	S(cm)	T med (s)	Vmed(m/s)
0,55630	20-35		26,9638
0,39455	35-50		38,0117
0,35220	50-65		42,5894
0,31290	65-80		47,9386
0,27285	80-95		54,9775
0,24430	95-110		61,3999
0,22965	110-125		65,3167
0,22535	125-140		66,5631
0,18945	140-155		79,1765
0,17790	155-170		84,3170

Tabela 2:. Relação tempo, espaço, velocidade médio e tempo médio (com lastro)

T(s)	S (cm)	T med (s)	Vmed(m/s)
0,54029	20-35		27,7628
0,35340	35-50		42,4482
0,34150	50-65		43,9238
0,29620	65-80		50,6414
0,29400	80-95		51,0204
0,27385	95-110		54,7745
0,27585	110-125		54,3773
0,26390	125-140		56,8397
0,28505	140-155		52,6223
0,30210	155-170		49,6524