Portfólio: O gato de Schrörzenegger: mudanças entre as edições

De Wiki Cursos IFPR Foz
Ir para navegaçãoIr para pesquisar
Linha 260: Linha 260:
O experimento tem como objetivo descobrir a força normal, e também descobrir a força de atrito estático máxima.
O experimento tem como objetivo descobrir a força normal, e também descobrir a força de atrito estático máxima.


===Materiais e Procedimentos===
===Materiais===
Foram utilizados nesse experimento um bloco, um transferidor, una tábua e uma régua.


===Conclusão===
===Conclusão===

Edição das 17h08min de 9 de outubro de 2018

Curso
Licenciatura em Física
Disciplina
Informática Aplicada ao Ensino de Física
Professor
Evandro Cantú
Equipe
  • Nicolas
  • Christopher
  • Lucas

Experimento: Tempo de reação humana

O experimento teve como objetivo medir o tempo de reação humana, utilizando uma régua de 30 cm, a qual foi deixada cair e capturada antes de cair no chão.O tempo de reação foi medido com um cronômetro [1].

Relatório tempo de reação

Pagina do IFPR Foz

--Nicolas.trindade (discussão) 20h08min de 25 de setembro de 2018 (BRT)

--Lucas.santos (discussão) 20h19min de 25 de setembro de 2018 (BRT)

Gráficos com a Planilha de Cálculo

Gráfico Tarefa 2

--Christopher.barboza (discussão) 20h15min de 25 de setembro de 2018 (BRT)

Experimento: Velocidade média e Instantânea

introdução

É tido como um dos inúmeros objetivos da física o estudo do movimento dos objetos: a rapidez com que se movem, como exemplo, ou a distância percorrida em um certo intervalo de tempo. (Walker, 2016).

Velocidade média e instantânea

A velocidade é uma grandeza vetorial, deste modo possui um módulo e uma orientação (direção e sentido), e pode também ser representada por componentes. Se um corpo se move de um ponto a outro no espaço, é possível calcular a “rapidez”, com que este corpo se move. Pode-se definir duas grandezas que expressam essas “rapidez” de um movimento: velocidade média e velocidade instantânea. No caso de um movimento bidimensional e tridimensional, deve- se considerar essas grandezas como vetores e utilizar a notação vetorial. (Walker, 2016). No caso da velocidade média podemos ter como a razão entre o deslocamento (ΔS), do corpo e o intervalo de tempo (Δt), durante o qual esse deslocamento ocorreu. Sendo expressa da seguinte forma:

= =

Pela notação temos que s0 é a posição ocupada pelo corpo no instante t1, e S no instante t. A unidade da velocidade média que se faz uso no SI é o metro por segundo (m/s). Já no caso da velocidade instantânea, ela é obtida a partir da velocidade média reduzindo o intervalo de tempo (Δt) até torná-lo próximo de zero. Quando Δt diminui, a velocidade média se aproxima cada vez mais de um valor limite, que é a velocidade instantânea. (Walker,2016). Sendo expressa da seguinte forma:

 = =

Pela notação, observe que v, é a taxa com a qual a posição S, está variando com o tempo em um dado instante, isto é, v é a derivada de S em relação a t. A unidade utilizada é (m/s).

Objetivos

Os objetivos deste experimento experimental são: analisar o movimento de uma bolinha ao descer a calha e calcular a velocidade média, elaborar um procedimento experimental para estimar a velocidade instantânea.

Materiais e Procedimentos

Na realização do experimento foram utilizadas duas calhas com inclinação estabelecida pelo grupo, uma esfera (bolinha de gude), cronômetro e trena. 1 - Coloque a esfera no topo da calha e deixe rolar. Com um cronômetro, meça o tempo que a esfera gasta para descer a calha com uma inclinação pequena. Anote o resultado.


Medidas Tempo Total(s)
1 2,90
2 2,95
3 2,81
4 2,80
5 2,92
Média 2,876


Tabela 1:Tempo

O tempo gasto para descer toda a calha foi de 2,876s.

2 - Calcule a partir do tempo medido a velocidade da esfera ao descer a calha usando a expressão: v=

RS: v== 0,379m/s.

3 - A velocidade calculada acima é realmente a velocidade com que a esfera desce a calha ou é apenas a velocidade média? Explique.

RS:Apenas a Velocidade média, pois, a velocidade nos instantes iniciais são muito inferiores às velocidades dos instantes finais. Como há uma inclinação a bolinha tende a acelerar, fazendo com que a bolinha adquira uma velocidade cada vez maior durante o percurso.

4 - Você acha que o tempo que a esfera gastaria para descer a primeira metade da calha é metade do tempo para descer a calha inteira, mais da metade ou menos da metade? Justifique. (Responder antes de realizar a medida).

RS:Não, mais da metade do tempo. Porque, na primeira metade da calha a velocidade inicial é 0, com uma aceleração X. Na segunda metade da calha, a velocidade inicial é igual a velocidade final da primeira metade da calha e com a mesma aceleração X. No entanto a distância na qual a bolinha deve percorrer, na segunda metade da calha, é equivalente à distância da primeira metade, sendo que, a bolinha já contém uma velocidade, mantendo a mesma aceleração, isso faz com que o tempo seja menor.

5 - Meça agora o tempo que a esfera gasta para descer a primeira metade da calha e anote o resultado.

Tabela 2: Tempo de descida 1 e 2


Medidas Primeira Metade(s) Segunda Metade(s)
1 1,94 0,96
2 1,89 1,13
3 1,92 0,96
4 2,00 0,95
5 1,97 0,91
Média 1,944 0,982


Tempo gasto para descer a primeira metade da calha foi de 1,94s

6 - Esta medida está de acordo com a sua previsão? Caso não esteja, explique a diferença.

RS:Sim, pois o tempo gasto é maior do que o da segunda metade como previsto.

7 - Calcule a velocidade média na primeira metade da calha e na segunda metade da calha. Compare os resultados com aquele obtido na questão 2.

Primeira Metade Segunda Metade
s= 0,545m S= 0,545m
t= 1,944 s T= 0,982 s
Vméd= 0,2803 m/s Vméd= 0,555 m/s

Tabela 3: Velocidades médias 1 e 2

Na primeira metade da calha, o valor da velocidade é abaixo da velocidade média. Na segunda metade da calha esse valor é acima da velocidade média.

8 - Vamos agora estimar a velocidade instantânea da bolinha quando ela passa por um ponto da calha, e não mais a velocidade média em todo o percurso. Elabore uma maneira de realizar esta estimativa para um ponto situado a 20 cm do início da calha. Descreva em detalhes o procedimento proposto pelo grupo e discuta os resultados obtidos.

RS: O experimento proposto foi, marcar o ponto A: 20 cm do inicio da calha e o ponto B:10 cm do inicio da calha, e medir com ajuda de um cronômetro o tempo que a bolinha levou para percorrer a distância de B até A, resultando em um intervalo de tempo pequeno, assim podemos encontrar um valor aproximado da velocidade instantânea, pois como o tempo irá tender à zero podemos encontrar um valor muito próximo da verdadeiro valor. Então temos:

Medidas Intervalo de tempo entre, A e B
1 0,48s
2 0,47s
3 0,35s
4 0,39s
5 0,35s
Média 0,41s

Tabela 4: Intervalo de tempo entre B e A

Com isso, e tendo conhecimento que a distância entre os pontos B e A é de 10 cm, utilizamos a fórmula v= St, para obtermos aproximadamente a velocidade instantânea: v== 0,244m/s

9 - Utilizando o mesmo procedimento da questão anterior, para descobrir a velocidade da bolinha no instante em que ela passa por um ponto situado a 20 cm do final da calha. Comparar esse valor com o obtido na questão 7. Vocês esperavam esta diferença?

RS:Nesta nova medida, foi preciso adaptar algumas coisas, marcamos novamente um ponto A, mas desta vez à 20 cm do final da calha, e um ponto B à 50 cm do final da calha, resultando em uma distância entre o ponto B e o ponto A de 30 cm, esta distância foi necessária, pois, estávamos fazendo a medida com cronômetros manuais, então os reflexos humanos entram em ação prejudicando uma medida mais precisa em um intervalo menor de distância e consequentemente, menor em tempo. Com tal construção temos:

Medidas Intervalo de tempo entre, A e B
1 0,53s
2 0,60s
3 0,46s
4 0,53s
5 0,59s
Média 0,542s

Tabela 5: Intervalo de tempo entre B e A

Com isso, e tendo conhecimento que a distância entre os pontos A e B é de 30 cm, utilizamos a fórmula v= St, para obtermos aproximadamente a velocidade instantânea:

v== 0,555m/s

10 - Elabore um procedimento para coletar dados e construir um gráfico da posição versus tempo para o movimento da bolinha. A partir deste gráfico, determine a equação para este movimento.

RS:Primeiramente o grupo utilizou uma segunda calha (com um comprimento maior), pegou-se a calha e colocou sobre uma base (criando uma inclinação). Medindo o comprimento da calha, constatou-se que a mesma possuía 2 metros, desde modo a cada 20 cm era feita uma marcação na calha. Para fazer então a coleta de dados a fim de determinar o gráfico (posição X tempo), fez-se o uso de um celular (para filmar o movimento a ser realizado pela bolinha de gude) e um cronômetro (colocado no mesmo plano da filmagem (a fim de obter a marcação temporal). Com um auxílio de um editor de vídeo foi possível determinar a posição ocupada pela bolinha em determinado instante, conforme mostrado na tabela 6 e no gráfico 1.

Medidas Distância (m) Tempo Obtido (s)
0 0,0 0,00
1 0,2 0,655
2 0,4 0,972
3 0,6 1,244
4 0,8 1,473
5 1,0 1,671
6 1,2 1,741
7 1,4 1,997
8 1,6 2,160
9 1,8 2,324
10 2,0 2,455

Tabela 6: Distância X Tempo

Gráfico 1- Posição X Tempo

11- Como vocês analisam a precisão das medidas realizadas neste experimento? Elas são confiáveis? Até que ponto? Quais aspectos são relevantes para esta análise, ou seja, quais fatores poderiam levar a erros nas medidas realizadas? Vocês se contentaram em fazer apenas uma medida em cada experimento ou fez várias medidas para obter dados mais confiáveis?

RS:O grupo realizou o experimento de forma satisfatória, a precisão do mesmo está inteiramente ligada aos materiais usados, não sendo tão exata como poderia ser, se comparado com práticas experimentais com o auxílio de instrumentos mais adequados. As medições remontam a realidade do sistema analisado, para entender o movimento e atestar a confiabilidade do mesmo a ponto de entender seu comportamento, mas não para determinar com exatidão a velocidade instantânea do corpo em um determinado ponto. Tendo em vista obter uma melhor aproximação dos valores apresentados no sistema, avaliando o conjunto de 10 medições de modo a maximizar o processo e minimizar os possíveis erros. Alguns fatores que podem levar a erros nas medidas neste experimento, erro de paralaxe, quando o deslocamento aparente de um objeto muda quando se muda o ponto de observação, imprecisão dos instrumentos utilizados e falhas humanas como, determinação incorreta nas leituras dos tempos.

Conclusão

O concluso relatório, apresentou de modo coeso, um método satisfatório para obtenção de dados na análise de um sistema de deslocamento, o grupo salientou a realização do experimento da forma mais satisfatória dentro de suas limitações, a precisão do experimento está está inteiramente calcada aos materiais alternativos utilizados, se comparado com práticas experimentais com o auxílio de instrumentos mais adequados o experimento pode conter incongruências devido não somente a falta de materiais adequados mas também a falta de experiência do grupo. Tendo em vista obter uma melhor aproximação dos valores apresentados no sistema, avaliando o conjunto de 10 medições de modo a minimizar os possíveis erros, o presente relatório está perfeitamente amparado no que diz respeito à, compreender o movimento e atestar a confiabilidade do mesmo no sistema, à ponto de entender seu comportamento ecumênico.


Experimento II: Determinação do coeficiente de atrito

Introdução

Força de Atrito:

A força de atrito se opõe ao movimento, ela depende da natureza da superfície(coeficiente de atrito), a força de atrito é proporcional à força Normal do corpo. Existem dois tipos de atrito: o atrito estático e o cinético.

Atrito estático:

É a força de atrito que atua quando não ocorre deslizamentos dos corpos. A força de atrito estático máxima é a força minima para iniciar o movimento de um corpo. Quando o corpo não está em movimento a força de atrito deve ser maior que a força aplicada, então é usado o coeficiente de atrito estático.

Sua formula:

F = μe . N

Onde μe é o coeficiente de atrito estático e N é a força normal.

Atrito Cinético:

É a força de atrito que atua quando ocorre deslizamento dos corpos. Quando a força aplicada no corpo é maior que a força de atrito estático,ocorre movimento e consideramos sua força de atrito cinético ou dinâmico. A força de atrito cinético é sempre menor que a força aplicada, no calculo utilizamos o coeficiente de atrito estático.

Sua formula

F = μc . N

Onde μc é o coeficiente de atrito cinético e N a força normal.

Objetivos

O experimento tem como objetivo descobrir a força normal, e também descobrir a força de atrito estático máxima.

Materiais

Foram utilizados nesse experimento um bloco, um transferidor, una tábua e uma régua.

Conclusão

Referências

  1. HALLIDAY, David; RESNIK, Robert.Fundamentos da Física, 10 ed. LTC, 2016