Relatorio Lançamento Horizontal e Experimento

George Lucas da Silva Quintanilha

Código: CCE0847  Turma: 1021

Universidade Estácio de Sá, Niterói RJ

Número de matrícula: 201602720363

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Professor: Altivo Monteiro; Física experimental I

Resumo

     Este relatório tem o objetivo de apresentar o experimento sobre lançamento horizontal, nele veremos informações sobre seu funcionamento, componentes, e teoria, além de mostrar os resultados obtidos no laboratório durante as aulas.

1. Introdução

O principal objetivo desse experimento é calcular o tempo de queda do projétil, sua velocidade de lançamento, e a velocidade do primeiro impacto. A seguir veremos mais detalhes sobre esses cálculos, e o resultado de cada um deles, assim como a maneira que foram obtidos.  

     

1. Fundamentação Teórica

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Figura 1. Lançamento horizontal de uma bola

     Vamos considerar um corpo lançado nas proximidades da superfície terrestre, desprezando a resistência do ar. Pode ser, por exemplo, o movimento de uma bola, que, rolando sobre a mesa com velocidade v, atinge a borda e se projeta em direção ao chão. Se fizermos essa experiência, perceberemos que a bola descreverá uma trajetória curvilínea, ou seja, ela descreverá um arco de parábola.

     Tomando como base um princípio proposto por Galileu, o princípio da independência dos movimentos simultâneos, podemos considerar o movimento descrito pela bola como resultante da composição de dois movimentos simples e que ocorrem ao mesmo tempo. Sendo assim, dizemos que parte desse movimento estava em queda livre na vertical e a outra parte do movimento estava em movimento uniforme horizontal.

     A velocidade da bola pode ser decomposta, em cada instante de movimento, em duas componentes: uma na horizontal, que chamamos de vx; e outra na vertical, que chamamos de vy. Veja a figura acima.

     O movimento de queda livre é um movimento que ocorre sob a ação da gravidade, portanto dizemos que é um movimento uniformemente variado, uma vez que a aceleração de queda (aceleração da gravidade) é mantida constante.

     Já o movimento horizontal descrito pela bola durante a queda é um movimento uniforme, pelo fato de não existir aceleração na horizontal. Portanto, podemos dizer que esse movimento pode ser descrito pelas funções do MU e MUV. A fim de facilitar o estudo desse tipo de movimento, podemos realizar a substituição de algumas variáveis.

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Figura 2. Trajetória em X e Y da bola

     Como mostra a figura acima, vemos que a trajetória descrita pela bola é vertical e retilínea. Sendo assim, podemos trocar a variável S, que representa a posição, pela variável H, associada ao eixo vertical. Podemos fazer o mesmo com o eixo horizontal, trocando a variável S pela X. O módulo da aceleração da bola em queda é igual ao módulo da aceleração da gravidade ().

     Nessas condições, na direção vertical, a posição inicial da bola é nula (H0=0) e sua velocidade escalar inicial também é nula (v0y=0); na direção horizontal, sua velocidade é constante.

     Na tabela abaixo temos as principais funções do movimento descrito pelo corpo. Vejamos:

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Figura 3. Tabela de funções

1. Descrição do experimento

• 3.1 Materiais utilizados:

1. Arete

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1. Esfera metálica

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1. Régua Milimétrica

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1. Papel Carbono

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1. Folha de ofício

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1. Fita Adesiva

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• 3.2 Passo a Passo:

1. Posicionar o arete, regulando a altura da rampa.

1. Colocar a folha de oficio em frente a base do arete, e prende-la com a fita adesiva.

1. Usar o fio de prumo localizado ao lado da rampa do arete para achar o , para fazer isso posicionasse o fio na ponta da rampa de modo que ele fique completamente esticado e que sua base encoste na folha. Após, marcar na folha o centro do prumo. [pic 10]

1. Com o uso da régua milimétrica, calcular a altura da folha até a ponta da rampa.

1. Posicionar o papel carbono sobre a folha de ofício de modo que a esfera faça o primeiro impacto sobre o papel. Após o impacto, calcular a distância entre o  e a marca que ficará na folha.[pic 11]

1. Para iniciar o experimento basta colocar a esfera no topo da rampa e soltá-la. Após, realizasse os cálculos.

• Obs: Passar os valores obtidos com a régua para metro.

• 3.3 Resultados do experimento:

   

     O objetivo proposto era calcular a velocidade de lançamento, o tempo de queda, e a velocidade no primeiro impacto.

Dados previamente obtidos:  Altura (h) = 340mm = 0,340m / Distância (s) = 275mm = 0,275m

1. Tempo de Queda (Tq) → h =  * g *                  [pic 12][pic 13]

                                      0,340 =  * 9,8 * T[pic 14][pic 15]

                                      0,340 = 4,9 * T[pic 16]