O Plano Inclinado
Por: victoriavit • 2/10/2023 • Trabalho acadêmico • 2.655 Palavras (11 Páginas) • 78 Visualizações
- Objetivo
Determinar a aceleração da gravidade experimentalmente através do tempo que um corpo leva para percorrer uma certa distância em um plano inclinado de 10° sem atrito, abandonado à ação da gravidade.
- Introdução teórica
Visto que o objeto de estudo deste experimento é a aceleração gravitacional, deve se ter em mente os conceitos de aceleração e gravidade, assim como as premissas de força e deslocamento.
- Aceleração: Quando a velocidade de uma partícula varia, é dito que ela está sob uma aceleração. A aceleração média [pic 1] em um intervalo de tempo [pic 2] é a razão entre a variação de velocidade e a variação de tempo : [pic 3].[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]
[pic 12]
[pic 13] [pic 14] [pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
A aceleração instantânea (ou siplesmente aceleração) é a taxa de variação da velocidade em um infinitésimo de tempo: [pic 18]. [pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]
[pic 25] [pic 26]
[pic 27] [pic 28]
[pic 29] [pic 30]
A inclinação da reta tangente ao ponto p ([pic 31],[pic 32]) é a aceleração do corpo no instante [pic 33].
- Gravidade: A gravidade se trata da força de atração dos corpos em razão da sua massa. Segundo a lei da gravitação universal, a força da gravidade é diretamente proporcional às massas dos corpos em interação e inversamente proporcional ao quadrado da distancia entre eles. No experimento em questão, a gravidade é a força que a Terra exerce sobre os corpos para baixo. A aceleração gravitacional foi calculada por Isaac Newton : [pic 34].
- Movimento: Como a aceleração é constante, a trajetória de um corpo à ação da gravidade descreve um movimento uniformemente variado. A equação horária do espaço em M.U.V é : [pic 35] .
- Força e movimento: Para entender o experimento é fundamental o conhecimento sobre inércia, força e massa. A inércia se resume à tendencia que um corpo tem de permanecer no estado em que se encontra até que seja aplicado uma força sobre ele. A força por sua vez é uma grandeza vetorial que relaciona a massa de um corpo com uma aceleração. A segunda lei de newton define:
[pic 36], onde [pic 37] é a soma vetorial ou força resultante de todas as forças que atuam naquele corpo. Por fim será definido massa como uma característica inerente à um corpo, calculada como a quantidade de matéria dada em kg pelo sistema internacional de unidades.
- Metodologia
- Plano inclinado: Neste caso, será utilizado:
-Trilho de ar com escala métrica, transferidor de angulos e sensores ópticos de posições reguláveis.
-Gerador de fluxo de ar.
-Carro para o trilho de ar.
-Cronômetro digital com disparo e parada através dos sensores ópticos instalados no trilho.
-Macaco hidráulico.
-Balança.
O procedimento começa medindo-se a massa do carro através da balança. Em seguida é levantado o trilho com auxílo do macaco hidraulico até o ânulo de 10° e regulado o sensor de disparo na posição [pic 38] para que caiba o carro no trilho em sua posição inicial. O sensor de parada é regulado na posição [pic 39]. Liga-se o gerador de fluxo de ar e abandona-se o carro o mais próximo do sensor de disparo possível e anota-se o tempo. O teste será repetido para [pic 40], 5 vezes em cada [pic 41].
- Plano horizontal: Neste caso será utilizado:
-Trilho de ar com escala métrica, transferidor de angulos, polia e sensores ópticos de posições reguláveis.
-Gerador de fluxo de ar.
-Carro para o trilho de ar.
-Cronômetro digital com disparo e parada através dos sensores ópticos instalados no trilho.
-Massores
-Suporte para massores
-Barbante
-Balança.
O procedimento se inicia ao anotar as massas do carro e dos massores com o suporte. O trilho é regulado em 0º, ou seja, horizontal. De mesma forma é regulado o sensor de disparo na posição [pic 42] e o sensor de parada em [pic 43], já que será usado um único [pic 44]. Liga-se o gerador de fluxo de ar. O carro será conectado aos massores pelo barbante que passa pela polia. Abandona-se o carro mais próximo possível do sensor de disparo e anota-se o tempo. O teste será realizado com 3 pesos diferentes de massores e anotado 5 tempos para cada peso.
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