Prática 1: RELAÇÃO ENTRE FORÇA E ACELERAÇÃO

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1 Prática 1: RELAÇÃO ENTRE FORÇA E ACELERAÇÃO 1.1 Objetivo: Estudar a relação entre a força, massa e aceleração. 1.2 Material Necessário: 01 Plano Inclinado com ajuste angular regulável 01 Carrinho de movimento 01 Conjunto de massas aferidas 01 Cabo tracionador 01 Copo plástico 1.3 Procedimento: A experiência consiste em analisar a aceleração de um sistema de massa total formado por uma massa que, num plano horizontal, é puxada por outra massa,, que se movimenta na vertical. Neste caso, a massa total do sistema deverá permanecer constante, mas deverá ser transferida massa do carrinho para o porta massas (copinho plástico). As duas massas estão ligada por um fio de massa desprezível, que passa por uma roldana. (ver Figura 1) Figura 1: Montagem experimental. Através de um gráfico da força de tração versus aceleração média, deverá ser verificada a relação entre força, massa e aceleração. Para isto, deveremos proceder da seguinte maneira: 1. Coloque massa na haste do carrinho, massas de 10 g, 20 g e 30 g. 2. Retire massas aferidas do carrinho e coloque-as na extremidades livre do barbante. Anote o peso em Newton, dessa massa, na Tabela. Este peso será a força resultante que atua no sistema. Dessa maneira, a massa do sistema permanece constante. 3. Posicione o sensor a 40 cm do carrinho. 4. Libere o carrinho e anote o tempo gasto para percorrer aquela distância. 5. Repita as tarefas 2, 3, e 4, variando a massa na extremidade do barbante. (kg) (N) (m) (s) (s ) (m/s ) / Valor médio / Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 1

2 Prática 1: RELAÇÃO ENTRE FORÇA E ACELERAÇÃO 1.4 Atividades: 1. Faça o gráfico da força resultante ( ) em função da aceleração ( ). 2. Qual o tipo de curva obtida pelo gráfico? 3. Pelo aspecto do gráfico, pode-se concluir que a aceleração é: à força resultante. 4. Calcule o coeficiente angular do gráfico. 5. Compare o seu coeficiente angular com a massa do sistema. Seus valores são iguais?. Logo o coeficiente angular do gráfico é numericamente igual a. 6. O quociente / se manteve constante?. Qual o seu valor médio?. Esse valor representa a. Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 2

3 Prática 2: DETERMINAÇÃO DA MASSA DE UM CORPO EM UM 2.1 Objetivo: Estudar a relação entre as componentes,, e, reconhecendo seus efeitos na determinação da massa. 2.2 Material Necessário: 01 Plano Inclinado com ajuste angular regulável 01 Carrinho de movimento 01 Conjunto de massas aferidas 01 Dinamômetro 2.3 Procedimento: Determine o peso do móvel formado pelo conjunto carro mais 2 massas de 50g acoplada (Figura 2). = N Monte o equipamento conforme as Figuras 3 e 4, prendendo a cabeceira do dinamômetro no fixador que deve ser colocado no topo do plano inclinado. Figura 3: Montagem experimental. Girando o manípulo do fuso e incline o plano articulável até um ângulo desejado. Verifique o zero (ou o valor arbitrado como zero ) no dinamômetro. Prenda o móvel pela conexão flexível ao dinamômetro, atento para que a escala não se atrite com a capa. Faça o Diagrama de Forças que atuam neste momento sobre o móvel, identificando cada uma dela. Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 3

4 Prática 2: DETERMINAÇÃO DA MASSA DE UM CORPO EM UM 2.4 Atividades: 1. Caso o móvel fosse solto do dinamômetro, o que você supõe que ocorreria com ele? Justifique a sua resposta. 2. A força peso atua segundo a orientação do cordel preso na rampa, justifique o fato de, quando livre, o móvel desloca-se ao longo da rampa. 3. Faça um gráfico que identifique as componentes da força peso. Identifique as características do vetor componente. 4. Calcule a orientação e módulo da força aplicada pelo dinamômetro e compare com o valor calculado para a componente da força peso? 5. O que acontece quando aumentamos, lentamente, o ângulo de inclinação do plano até se aproximar de 90? 6. Quais valores tendem as componentes e quando o plano inclinado tende ao ângulo de 90? Justifique sua resposta. Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 4

5 Prática 3: DETERMINAÇÃO DO ÂNGULO-LIMITE E DO COEFICIENTE DE ATRITO CINÉTICO 3.1 Objetivo: Determinar o Coeficiente de Atrito Estático e Atrito Cinético. 3.2 Material Necessário: 01 Plano Inclinado com ajuste angular regulável 01 Corpo de prova de Madeira com diferentes superfícies de contato 01 Fio flexível 01 Dinamômetro 3.3 Procedimento: Determine o peso do corpo de prova de madeira. = N Monte o equipamento conforme a Figura abaixo Figura 5: Montagem experimental. 3.3 Atividades: 1. Com a parte áspera do corpo de prova em contato com a rampa auxiliar, gire o manípulo do fuso de elevação, inclinando o plano até o ângulo de 15º. 2. Desenhe o diagrama das forças que atuam sobre o corpo de prova. Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 5

6 Prática 3: DETERMINAÇÃO DO ÂNGULO-LIMITE E DO COEFICIENTE DE ATRITO CINÉTICO 3. Justifique a razão pela qual o móvel não desce a rampa sob a ação da sua componente. 4. Determine o valor da força de atrito estático entre o móvel e o plano inclinado. 5. Mantendo o lado áspero do móvel em contato com o plano, vá aumentando gradativamente o ângulo de inclinação até o limite do escorregamento. Posteriormente, diminua levemente a inclinação até obter um movimento bastante vagaroso do móvel. 6. Anote na Tabela 2 o valor do ângulo para qual ocorreu um deslizamento aproximadamente uniforme. Número de Medidas Ângulo Médio Encontrado Ângulo de ocorrência do movimento aproximadamente constante 3. Complete a Tabela, repetindo o procedimento por seis vezes. 4. Faça o Diagrama de Forças atuantes sobre o móvel, considerando o ângulo médio de ocorrência do movimento aproximadamente uniforme Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 6

7 Prática 3: DETERMINAÇÃO DO ÂNGULO-LIMITE E DO COEFICIENTE DE ATRITO CINÉTICO 9. Considerando o Diagrama de Forças, verifique que a validade das seguintes expressões: = e = 10. Como =, prove que O coeficiente de atrito cinético de deslizamento de um móvel que desliza em MRU sobre um plano inclinado é numericamente igual a tangente do ângulo inclinado é numericamente igual a tangente do ângulo de inclinação da rampa = 11. A partir do ângulo médio encontrado e da expressão acima, calcule o entre as superfícies ásperas do móvel e a rampa. Data: 22/05/2014 Local: Colégio Estadual Agrícola Manoel Ribas Ministrante: Prof. Marcelo Ferreira 7