Portfólio: PatiNando: mudanças entre as edições
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Determinar um valor experimental para o coeficiente de atrito estático máximo sem o auxílio de um dinamômetro (desconhecendo o peso do objeto) utilizando como instrumentos de medida apenas régua e transferidor. | |||
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Edição das 18h05min de 9 de outubro de 2018
Portfólio: PatiNando
- Curso
- Licenciatura em Física
- Disciplina
- Informática Aplicada ao Ensino de Física
- Professor
- Evandro Cantú
- Equipe
- Fernando Reis
- Patrícia Reis
Experimento: Tempo de Reação Humana
O tempo de reação humana, também chamada de reflexo, caracteriza-se pelo intervalo de tempo gasto no envio de uma mensagem do sistema nervoso ao cérebro e na reação física do corpo ao estimulo. O objetivo desse experimento é determinar o tempo de reação humana com resultados a partir de um movimento de queda livre. [1] [2]
Experimento: Gráficos com Planilha de Cálculo
Neste experimento considerou-se um conjunto de dados e realizou-se gráficos para cada situação.
Experimento: Plano Inclinado
Introdução
O plano inclinado é um exemplo de máquina simples. Trata-se de uma superfície plana cujos pontos de início e fim estão a alturas diferentes.
Objetivos
Neste experimento iremos realizar medidas simples para cálculo da velocidade média e instantânea. Utilizaremos como aparato experimental uma bolinha que desce por uma calha inclinada. Temos como objetivo analisar o movimento de uma bolinha ao descer a calha, calcular sua velocidade média e elaborar um procedimento experimental para estimar a velocidade instantânea.
Materiais e Procedimentos
Material: Calha com inclinação variável, esfera cronômetro, régua ou trena.
Procedimentos: Inicialmente graduou-se a calha em intervalos de 10 cm, com o auxílio de um cronômetro e um celular gravou-se o movimento descrito pela bolinha ao longo da calha e também o cronometro. Para a construção do gráfico e extração do tempo, foi considerado o instante em que a bolinha encostou em cada uma das linhas (da graduação na calha), em seguida realizou-se uma adequação em cada instante extraído para encontrar a diferença temporal e assim obter os valores em cada momento. Com os valores encontrados calcula-se a média dos tempos e constrói-se o gráfico. Para determinar uma possível equação do movimento a partir dos valores médios encontrados e do gráfico é feita uma aproximação por uma função quadrática considerando a relação s = s0 + v0 t + 1/2 a t2 . Conhecendo o tempo e a posição pode se encontrar a aceleração e com isso escrever uma equação que aproxima do movimento. Tomando os valores médios apresentados na tabela determinou-se o valor da aceleração a partir da relação acima e obteve-se: a=0,1199 m/s2
Logo, a equação que pode descrever o gráfico é: s=0,12t2 para valores de dados em segundo e em metros.
Resultados e Planilha
Com base na planilha abaixo Planilha com Dados e Gráfico
Obteve-se os seguintes valores:
Velocidade média nos primeiros 20 cm: 0,1244 m/s Velocidade média nos últimos 20 cm: 0,4319 m/s.
Conclusões
Com o o presente relatório é possível visualizar um ponto muito próximo da iminência de movimento e estimar o valor do coeficiente de atrito, assim a teoria vista na aula se completa com a prática laboratorial desencadeando uma melhor compreensão. O presente documento também ressalta a importância da medição correta e da verificação dos cálculos e dados para que o valor alcançado se aproxime do ideal teórico.
Experimento: Determinação do Coeficiente de Atrito Estático no Plano inclinado
Introdução
Força de Atrito
A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos em movimento. [3] [4]
Considere um corpo que é puxado, porém não consegue escorregar na superfície, significa que ele recebeu a ação de uma força de atrito que impede seu movimento. Essa força é denominada atrito estático. Nesse caso:
F = FAE
A força de atrito estático tem um limite máximo, denominado tem um limite máximo, denominado de força de atrito estático máximo.
FAEmax = μe . N
N é a força normal que o corpo troca com a superfície do apoio; μe é o coeficiente de atrito estático.
O coeficiente é um numero adimensional que depende das rugosidades da face do corpo que está apoiada e da superfície de contato. Quanto mais áspero for o corpo ou a superfície maior será o coeficiente. A força de atrito estático pode variar de zero ate seu limite máximo, em função da intensidade da força aplicada. Então o corpo so deslizará na superfície quando a força F vencer o atrito estático.
Atrito Dinâmico
Também chamado de atrito cinético, o atrito dinâmico ocorre quando a força do atrito estático for superada, de modo que os dois corpos entram em movimento, gerando, assim, uma menor força de atrito, por exemplo, empurrar a pedra depois que ela entrou em movimento.
Para calcular a força do atrito dinâmico, utiliza-se a expressão: Fatd = μd.N, donde μd corresponde ao coeficiente do atrito dinâmico e N, a força normal.
Objetivo
Determinar um valor experimental para o coeficiente de atrito estático máximo sem o auxílio de um dinamômetro (desconhecendo o peso do objeto) utilizando como instrumentos de medida apenas régua e transferidor.
Materiais e Métodos
Os materiais utilizados neste experimento: 1. Plano inclinado 2. Régua 3. Transferidor 4. Corpo de prova 5. Calculadora 6. Caneta e papel
Para realizar a atividade inicialmente foi determinado qual a posição próxima da iminência de movimento do corpo no plano inclinado. Com esta posição determinada foi calculado inicialmente de duas formas diferentes para obter o ângulo de abertura, a primeira maneira foi com o auxílio da régua e determinou-se os valores do triângulo formado (ver imagens abaixo) e com isso o ângulo formado. A segunda forma foi medindo diretamente o ângulo com o auxílio do transferidor considerando o triângulo interno (ver figuras abaixo) que é semelhante ao triângulo externo. Com o método que melhor representa o ângulo encontrado repetiu-se o experimento um total de 10 vezes.
Considerando então o problema, desenhou-se um esboço para indicar as forças de atuação para em seguida construir o diagrama de corpo livre: o ângulo entre Py e P é o mesmo ângulo do triângulo que determinou-se nas medidas e que consideraremos para apresentação o valor da média 33,6°.
Com o desenho em mãos obteve-se o diagrama de corpo livre abaixo:
de posse do diagrama de corpo livre e do valor do ângulo, determinar o coeficiente de atrito estático tornou-se consequência natural, decompôs-se o peso P em Px e Py onde o primeiro foi dado por Px=P.sen(33,6°) e Py=P.cos(33,6°). Considerando o sistema em equilíbrio equacionou-se as forças no eixo x e no eixo y onde obteve-se que o coeficiente de atrito estático coincide com a tangente do ângulo calculado.
Imagens
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Reultados
Como viu-se que o coeficiente de atrito estático máximo acaba sendo definido pela tangente do ângulo abaixo apresenta-se uma tabela com o valor das medições e o tratamento estatístico de desvio padrão e desvio padrão da média tanto para o ângulo quanto para a tangente.
assim, neste experimento obteve-se o valor de
Conclusão
Referências
- ↑ HALLIDAY, David; RESNIK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física, 10 ed. LTC, 2016.
- ↑ MAXIMO, A.; ALVARENGA, B., Física: volume único. Scipione, 1997
- ↑ HALLIDAY, David; RESNIK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física, 10 ed. LTC, 2016.
- ↑ MAXIMO, A.; ALVARENGA, B., Física: volume único. Scipione, 1997
