Relatório Segunda Lei de Newton

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

Física experimental

Relatório da prática: Segunda Lei de Newton

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Professor:

1. OBJETIVOS

- Estudar a influência da força sob a variação da aceleração;

- Estudar a influência da massa sob a variação da aceleração.

1. MATERIAIS

- Trilho de ar com eletroímã;

- Cronômetro eletrônico digital;

- Unidade geradora de fluxo de ar;

- Carrinho com três pinos;

- Chave liga/desliga;

- Y de final de curso com roldana;

- Suporte para massas aferidas;

- Cabos;

- Fotossensor;

- Fita métrica.

1. INTRODUÇÃO

Nesta prática, será analisado o comportamento da aceleração do carrinho com três pinos ao alterar a força resultante exercida sobre ele e a massa. Primeiramente, abordar-se-á uma breve fundamentação teórica seguida, respectivamente, do procedimento, do questionário, da conclusão e, por fim, das referências.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Na Segunda Lei de Newton, ao exercer uma força resultante em um corpo, este adquire uma aceleração cujo vetor possui a mesma direção e sentido da força aplicada e cujo módulo é diretamente proporcional à intensidade dessa força (DOCA; BISCUOLA; BÔAS, 2012). Assim, obtém-se a expressão:

F = m * a

Para o experimento, também é necessário conhecer alguns conceitos relacionados ao MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado). Segundo (DOCA; BISCUOLA, BÔAS, 2012), a peculiaridade deste movimento é o fato de a aceleração escalar ser constante e diferente de zero, assim a velocidade escalar sobre iguais variações em iguais intervalos de tempo. Dessa maneira, obtêm-se as seguintes equações:

X = Xo + Vo * t + ½ * a * t^2

V = Vo + a * t

V^2 = Vo^2 + 2 * a * (X – Xo)

1. PROCEDIMENTO

1. Relação entre a força resultante e a aceleração escalar.

Mantendo-se a massa do conjunto carrinho com três pinos e massas aferidas constante e variando a massa do conjunto porta-peso e massas aferidas, verificar-se-á se o sistema obedece a Segunda Lei de Newton.

Resultados experimentais para massa total constante.

M (g)	m (g)	Mt (g)	t1 (s)	t2 (s)	t3 (s)	Média de t (s)	a (cm/s^2)
299	28,8	327,8	1,131	1,284	1,138	1,184	86,93
279	48,8	327,8	0,885	0,835	0,833	1,998	147,30
259	68,8	327,8	0,799	0,703	0,703	0,735	207,67

1. Relação entre Aceleração e Massa.

Mantendo-se a força resultante constante e variando as massas aferidas do carrinho com três pinos, verificar-se-á se o sistema obedece a Segunda Lei de Newton.

Resultados experimentais para força aplicada constantemente

M (g)	m (g)	Mt (g)	t1 (s)	t2 (s)	t3 (s)	Média de t (s)	a (cm/s^2)
238,1	48,8	286,9	0,786	0,786	0,783	0,785	202,30
258,1	48,8	306,9	0,809	0,810	0,812	0,810	186,61
278,1	48,8	326,9	0,840	0,837	0,836	0,838	173,20
298,1	48,8	346,9	0,868	0,867	0,865	0,867	161,58
318,1	48,8	366,9	0,890	0,883	0,886	0,886	151,42

1. QUESTIONÁRIO

1. Baseado nos dados da primeira tabela preencha o quadro abaixo. Anote a massa total em kg, a aceleração em m/s^2, faça o produto da massa total pela aceleração. Anote também a força aplicada (P = m*g) em Newtons. Comente os resultados.

R:

Mt (kg)	a (m/s^2)	Mt * a (N)	F = P = m * g (N)
0,3278	0,8693	0,2850	0, 2842
0,3278	1,4730	0,4828	0,4820
0,3278	2,0767	0,6807	0,6791

Como o sistema possui os componentes ligados por uma corda teoricamente tensionada, a aceleração do sistema é a mesma em qualquer um de seus componentes. Dessa forma, já que é mantida constante a massa do sistema e a aceleração de todos os componentes do sistema é a mesma, pode-se concluir que o módulo do produto da massa total pela aceleração é igual ao módulo da força aplicada. Nos resultados, observam-se pequenas variações que, certamente, provêm de erros humanos.

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