Física Experimental - Relatório Energia

Universidade de Brasília

Título: Lançamento de Projétil

Data de realização do experimento:

Nomes: Gutemberg Dávilla

Objetivos: O objetivo deste experimento é fazer uma relação com a altura da qual a esfera é abandonada na rampa com o alcance horizontal. 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. Relacionar as transformações energéticas sofrida pela energia potencial inicial ao rolar a esfera pela rampa. Utilizar o princípio da conservação da energia para determinar a energia cinética de rotação.

Dados experimentais: O experimento consiste em determinar quatro alturas aleatórias ao longo de uma rampa de trilho curvo e abandonar uma esfera de aço 10 vezes de cada altura escolhida. A esfera atingirá uma folha de papel carbono situada acima da uma folha de papel pardo, ambas presas ao solo. A partir do conjunto de marcas deixadas pela esfera, desenha-se com um compasso um círculo englobando todo o conjunto de marcas, medindo, desta forma, o raio do círculo, bem com a distância deste círculo até uma marca feita abaixo de um frio de prumo que é colocado no parafuso ajustável na ponta da rampa.

A partir das quatro alturas e das medidas de alcance com a qual a esfera atinge o solo em relação à marca feita abaixo do prumo, obteve-se:

                                                   Tabela1

A partir do tempo de queda da esfera e dos alcances médios, obtêm-se o componente horizontal da velocidade de saída da rampa para cada altura.

                                                   Tabela2

Com a obtenção da medida da massa da esfera e considerando a altura h acima do nível da rampa é possível determinar a energia potencial U do projétil na altura de soltura na rampa.

                                                   Tabela 3

Da mesma forma, porém de posse do valor da velocidade inicial com a qual o projétil é lançado da rampa, obtêm-se a energia cinética Kc.

                                                   Tabela4

Com os dados da energia potencial e da energia cinética de translação, obtêm-se a energia cinética de rotação que são apresentados na tabela 5.

                                                   Tabela5

Análise dos dados

Após a coleta dos dados do experimento e de posse dos dados presentes na tabela 1 acima, verifica-se que à medida em que a altura aumenta o alcance médio (Rm) também aumenta. Logo, o alcance médio do projétil depende da altura na qual a esfera é abandonada na rampa.

Através dos dados da tabela 2 e da análise do movimento do projétil, observa-se que o projétil executa o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) na vertical. Considerando o movimento na horizontal, percebe-se que o projétil executa o movimento retilínio uniforme (MRU), com velocidade constante. Desta forma, os dados da velocidade com a qual o projétil deixa a rampa é determinado através da fórmula R= v.[(2H/g)^1/2], onde R é o alcance médio, v é a velocidade de saída da rampa, H é a altura da rampa até o solo, g=9.8m/s² e [(2H/g)^1/2] é a fórmula para o tempo de queda. Logo, é possível perceber que a velocidade depende da altura de abandono da esfera, pois à medida em que a altura aumenta, a velocidade de saída da rampa aumenta.

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