Relatório Universidade de Brasília Instituto de Física

Universidade de Brasília

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Instituto de Física

Disciplina: Física 1 Experimental

2º semestre de 2019/ Turma: J

Lançamento de projétil

Data de realização: 23/08/2019 e 30/08/2019

Alunos:

• Guilber Araujo - 19/0013842

• Larissa Cavalcante - 19/0032189

• Linara Tarusa - 19/0032715

Objetivo

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Relacionar a altura, da qual a esfera é abandonada na rampa, com o alcance horizontal. A partir disso, reconhecer no movimento de lançamento, a combinação de dois movimentos retilíneos e determinar a velocidade de lançamento a partir da medida do alcance e do tempo de queda. Por fim, relacionar as transformações energéticas sofrida pela energia potencial inicial ao rolar a esfera pela rampa.

Dados experimentais

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O experimento consiste em soltar, de quatro alturas diferentes, uma esfera metálica. A fim de obter uma melhor estimativa, cada etapa foi repetida dez vezes.

Ao cair, a esfera faz uma marcação no papel carbono. Traçando uma circunferência incluindo todos os dez pontos é possível encontrar o alcance médio do projétil.

Figura 1. Montagem do experimento

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1. Massa

Foi utilizada uma balança com precisão de 0,1g para a medição da massa.

Tabela 1. Massa da esfera

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Massa        Incerteza

13,87g

0,1g

2. Alcance médio (Rm)

A altura do experimento é constituída por duas partes, a altura h que consiste naquela medida a partir de um régua milimetrada, do topo da rampa até o seu final. E a altura H, que vai da mesa, em que a rampa está apoiada, até o chão.

A incerteza da altura está relacionada com sua medição. Foi utilizado uma régua milimetrada, portando:

Tabela 2. Incerteza da Altura

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0,5mm ou 0,05cm

A altura e o alcance estão diretamente relacionado, quando maior a primeira, maior a segunda.

O alcance é determinado a partir da marcação do prumo até o raio da circunferência.

Tabela 3. Incerteza do alcance Medida do raio da circunferência

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Tabela​ 4. Relação da Altura com o alcance

Posição	Altura h	Rm±ΔR
1	31 ± 0,05 cm	69,7 ± 3,9 cm
2	22,6 ± 0,05 cm	58,4 ± 2,8 cm
3	14,9 ± 0,05 cm	45,7 ± 1,5 cm
4	8,2 ± 0,05 cm	29,5 ± 1 cm

3. Velocidade

O movimento que o projétil realizada ao sair da rampa é característico do lançamento horizontal, portanto a velocidade que a esfera adquire é constituída de duas componentes, uma relacionada ao eixo X e a outra ao Y. No que diz respeito ao primeiro, o movimento é uniforme, e o segundo é retilíneo uniformemente variado.

A velocidade é determinada pela medida do alcance e do tempo de queda

Tabela 4. Fórmula da Velocidade

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ΔR / Δt

Ambas as grandezas utilizadas para determinar a velocidade possuem incertezas. A do espaço foi citada anteriormente, e a do tempo de queda é calculada da seguinte forma:

Tabela 5. Incerteza do tempo de queda 1/2 * T​ΔH/H

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1. T=melhor estimativa do tempo

1. ΔH=incerteza da altura

1. H= melhor estimativa da altura

Então, a incerteza na medida da velocidade será:

			Tabela 6. Incerteza da velocidade
			V (ΔR / R + Δt / t)
Utilizando os dados acima:
			Tabela 7. Relação da altura com a velocidade
Posição		Altura h	Vm±ΔV
1			31 ± 0,05 cm	0,14 ± 0,008 m/s
2			22,6 ± 0,05 cm	0,12 ± 0,006 m/s
3			14,9 ± 0,05 cm	0,09 ± 0,003 m/s
4			8,2 ± 0,05 cm	0,06 ± 0,002 m/s

Analisando os dados acima, percebe que quanto maior a altura, maior a velocidade que a esfera sai da rampa.

4. Energia potencial e energia cinética

A esfera, ao começar a rolar pela rampa, tem sua energia potencial convertida em energia cinética de rotação e translação. Sendo que pelo princípio de conservação, as duas energias estão relacionadas da seguinte forma:

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