1. A caixa deve ser forte o bastante para o produto enviado.

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1 Manual de Instruções e Guia de Experimentos MECÂNICA ESTÁTICA OBSERVAÇÃO SOBRE OS DIREITOS AUTORAIS Este manual é protegido pelas leis de direitos autorais e todos os direitos são reservados. Entretanto é permitida e garantida para instituições de ensino a reprodução de qualquer parte deste manual para ser fornecida e usada nos laboratórios e não para venda. A reprodução em qualquer outra circunstancia, sem a permissão da AZEHEB é proibida. GARANTIA A AZEHEB garante este produto contra defeitos de fabricação por um período de 3 anos a partir da data de envio para o cliente. A AZEHEB consertará OU trocará o produto com defeito se for constatado que defeito foi causado por problemas nos materiais que o compõe o produto ou falhas na fabricação. Esta garantia não cobre problemas causados por abuso ou uso incorreto do produto. A determinação se o defeito do produto é resultado de falha na fabricação ou se foi causado por uso impróprio será feita unicamente pela AZEHEB. A responsabilidade pelo envio do equipamento para o reparo dentro do período da garantia pertence ao consumidor O equipamento deverá se embalado corretamente para evitar danos e enviado com frete prépago. (Danos causados pelo transporte devido a embalagem imprópria não serão cobertos pela garantia). O transporte do equipamento, após o reparo, será pago pela AZEHEB. DEVOLUÇÃO DE PRODUTOS Se for necessário devolver o produto para a AZEHEB, por qualquer razão, é necessário notificar a AZEHEB por carta, ou por telefone ANTES de devolver o produto. Após a notificação, serão enviadas imediatamente a autorização e as instruções de devolução e transporte. Nota: Não será aceita a devolução de nenhum produto sem autorização prévia. Ao devolver produtos para o reparo, eles devem ser embalados corretamente. Os transportadores não aceitarão a responsabilidade dos danos causados pela embalagem imprópria. Para estar certo que o produto não será danificado no transporte, observe as recomendações abaixo: 1. A caixa deve ser forte o bastante para o produto enviado. 2. Assegure-se que há pelo menos 5cm entre o produto e as paredes da embalagem, evitando assim que o produto seja comprimido. 3. Assegure-se que o produto não balançará dentro da embalagem. Para evitar que o produto balance dentro da embalagem utilize calços para travá-lo. Endereço: AZEHEB Laboratórios de Física Rua Evaristo F.F. da Costa, 621 Bairro Jardim das Américas Curitiba PR CEP Telefone: (41) azeheb@azeheb.com.br

2 ATENÇÃO Este manual é exclusivamente para fins de sugestão de montagens de experimentos. DEPENDENDO DA VERSÃO ADQUIRIDA, A COMPOSIÇÃO DO SEU KIT PODE SER DIFERENTE DA APRESENTADA NESTE MANUAL. PARA CONFERIR A COMPOSIÇÃO DO PRODUTO ADQUIRIDO: VENDA PRIVADA: conferir a versão adquirida no orçamento aprovado. Se necessário contactar nossos vendedores. VENDA PÚBLICA OU LICITAÇÃO: conferir com a PROPOSTA aceita pelo pregoeiro, e não com o edital (Uma cópia da proposta está no CD de manuais.)

3 COMPONENTES 1.. Régua milimetrada 400mm Lei de Hooke... 01un 2.. Travessão de metal para Momento Estático... 01un 3.. Trena de 2m... 01un 4.. Massa aferida 50g com gancho... 09un 5.. Tripé tipo estrela com manípulo... 02un 6.. Cilindro de nylon com gancho... 01un 7.. Cilindro de latão com gancho... 01un 8.. Cilindro de alumínio com gancho... 01un 9.. Fixador metálico com manípulo... 02un 10. Fixador metálico para pendurar travessão... 01un 11. Fixador metálico para pendurar mola... 01un 12. Carretel de linha... 01un 13. Dinamômetro 02N... 02un 14. Dinamômetro 05N... 02un 15. Indicador de plástico esquerdo com fixação magnética... 01un 16. Indicador de plástico direito com fixação magnética... 01un 17. Roldana dupla móvel... 01un 18. Roldana simples móvel... 01un 19. Roldana dupla fixa... 01un 20. Roldana simples fixa... 01un 21. Mola Lei de Hooke... 01un 22. Haste fêmea 405mm... 02un 23. Haste macho 405mm... 02un 24. Transferidor de plástico 180º... 01un 25. Gancho de ferro tipo S... 05un 26. Manipulo com cabeça de plástico... 02un 27. Acessório para Associação de Molas... 01un

4 INSTRUÇÕES BÁSICAS DINAMOMETRO TUBULAR Primeiro Traço O dinamômetro é um instrumento de medida e serve para medir a intensidade de uma força, tendo como principio de funcionamento a Lei de Hooke. A deformação X da mola é diretamente proporcional a ação da força F que a produziu. Primeiro Traço O dinamômetro tubular é constituído de um tubo externo que serve para o ajuste do zero, uma parte superior que serve para pendurar o dinamômetro e um embolo interno onde temos uma mola com uma escala conforme foto abaixo. O dinamômetro 1N de capacidade máxima, tem sua escala com 100 divisões para 1N, logo cada divisão corresponde a 0,01N. Ajustes Para utilizar o dinamômetro tubular devemos ajustá-lo na posição de trabalho. (vertical, horizontal ou inclinado). Para ajustar o dinamômetro devemos soltar o parafuso superior e movimentar o tubo externo para cima ou para baixo até que o primeiro traço da escala fique junto com a extremidade inferior do tubo externo. O dinamômetro 2N de capacidade máxima, tem sua escala com 100 divisões para 2N, logo cada divisão corresponde a 0,02N. O dinamômetro 5N de capacidade máxima, tem sua escala com 100 divisões para 5N, logo cada divisão corresponde a 0,05N. O dinamômetro 10N de capacidade máxima, tem sua escala com 100 divisões para 10N, logo cada divisão corresponde a 0,1N. Tubo Externo Parafuso superior 4

5 CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS A representação gráfica em papel milimetrado deve levar em conta o tamanho do papel. Nós vamos representar os gráficos num espaço útil de 8cm para a vertical (y) e 8cm para a horizontal (x). Para distribuir os valores nos eixos, devemos calcular as escalas. Cálculo da Escala Para calcular a escala devemos utilizar a seguinte expressão: E= T/G E: Escala. T: Tamanho do papel disponível. G: Maior valor da grandeza. Determinação da Posição no Papel A posição de um valor da tabela no papel pode ser determinado pela expressão: P = E x V P: Posição do ponto em cm, contado a partir da origem do eixo. E: Escala. V: Valor da grandeza encontrado na tabela. Representação Gráfica O gráfico deve ser feito com lápis preto, macio e de ponta fina. A tabela deve ser representada na própria folha do gráfico que também deve conter as escalas, o coeficiente angular, o coeficiente linear e a equação que representa a relação entre as grandezas. Exemplo: x(m) t(s) 0,00 0,00 0,20 0,50 0,40 1,02 0,60 1,49 0,80 1,98 0,90 2,25 Construir o gráfico do deslocamento em função do intervalo de tempo x=f(t) 01. Calcular as escalas. Escala Horizontal: E(t) = 8cm/2,25s= 3,56cm/s Escala Vertical: E(x) = 6cm/0,90m = 6,67cm/m 02. Traçar o par cartesiano, eixo vertical 6cm e eixo horizontal 8cm. 03. Determinar a posição no papel para cada coordenada. Horizontal 3,56. 0,00 = 0,0cm 3,56. 0,50 = 1,8cm 3,56. 1,02 = 3,6cm 3,56. 1,49 = 5,3cm 3,56. 1,98 = 7,0cm 3,56. 2,25 = 8,0cm Vertical 6,67. 0,00 = 0,0cm 6,67. 0,20 = 1,3cm 6,67. 0,40 = 2,7cm 6,67. 0,60 = 4,0cm 6,67. 0,80 = 5,3cm 6,67. 0,90 = 6,0cm 04. Calcular o coeficiente angular. A = tang a = Dx /Dt = (0,60-0,20) / (1,49-0,5) = 0,40 / 0,99 = 0,40m/s 05. Qual é o significado físico do coeficiente angular do gráfico? (Distância / Tempo / Velocidade / aceleração) R: Velocidade 06. Calcular o coeficiente linear. B = 0 5

6 Gráfico E(t) = 3,55cm/s E(x) = 8,88cm/m A = 0,40m/s B = 0 equação Y = AX + B X = 0,4.t 02. Linearizar o gráfico acima. E(x)= E(t 2 )= A= Atividades Obs.:Os gráficos a seguir precisarão ser linearizados. B= Equação: 01. Construir o gráfico x=f(t) da tabela abaixo: x(m) t(s) 3,0 1,0 12,0 2,0 27,0 3,0 48,0 4,0 75,0 5,0 E(x)= E(t)= 6

7 04. Linearizar o gráfico anterior. E(P)= E(1/V)= A= B= Equação= 03. Construir o gráfico P=f(V) da tabela abaixo. P(atm) V(m 3 ) 20,00 1,00 10,00 2,00 5,00 4,00 2,50 8,00 1,25 16,00 E(P)= E(V)= 7

8 LEI DE HOOKE - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 tripé - 01 régua milimetrada 400mm - 01 fixador metálico com manípulo - 01 manípulo com cabeça de plástico - 01 indicador de plástico esquerdo com fixação magnética - 01 indicador de plástico direito com fixação magnética - 01 mola Lei de Hooke - 04 massas aferidas 50g com gancho - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 07. Acrescentar novos pesos e repetir as sequências, completando a tabela. F(N) L 0 (m) L f (m) DL(M) F/DL média 1 0,50 2 1,00 3 1,50 4 2, Calcular o valor de F/DL para cada situação. 09. Calcular o valor médio de F/DL. 10. Construir o gráfico de F em função de DL. 01. Montar o equipamento conforme a figura acima. 02. Medir o comprimento inicial da mola L 0. Anotar o valor obtido na tabela. 03. Prender um peso de 0,50N na extremidade da mola. 04. Medir o comprimento final da mola. Anotar o valor obtido na tabela. 05. Calcular a deformação sofrida pela mola. (DL = L f - L 0 ). 06. Retirar o peso de 0,5N e verificar se a mola volta para a posição inicial. 11. Determinar o coeficiente angular da reta. a = 12. Determinar o coeficiente linear da reta. b = 13. Qual é o significado físico do coeficiente angular da reta? 8

9 14. O que aconteceu com os valores de DL? A medida que F aumentou? 15. Qual é a relação existente entre F e DL? 16. A mola ultrapassou o limite de elasticidade? 17. O que é limite de elasticidade? 18. Enunciar a Lei de Hooke. 19. Os resultados obtidos comprovam a lei? 9

10 ASSOCIAÇÃO DE MOLAS - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 tripé - 01 régua milimetrada 400mm - 01 fixador metálico com manípulo - 01 manípulo com cabeça de plástico - 01 indicador de plástico esquerdo com fixação magnética - 01 indicador de plástico direito com fixação magnética - 03 molas pequenas; - 04 massas aferidas 50g com gancho - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 05. Calcular a deformação sofrida pelas molas. (DL = L f - L 0 ). 06. Retirar o peso de 0,5N e verificar se as molas voltam para a posição inicial. 07. Acrescentar novos pesos e repetir as sequências, completando a tabela. F(N) L 0 (m) L f (m) DL(M) F/DL média 1 0,50 2 1, Calcular o valor de F/DL para cada situação. ASSOCIAÇÃO EM SÉRIE 09. Calcular o valor médio de F/DL (Constante elástica da mola). 10. Comparar o valor da constante elástica obtida neste experimento com o valor obtido no primeiro experimento. 11. Repita o experimento utilizando 3 molas. 01. Montar o equipamento conforme a figura acima. 02. Medir o comprimento inicial das molas L 0. Anotar o valor obtido na tabela. 03. Prender um peso de 0,50N na extremidade das molas. 04. Medir o comprimento final das molas. Anotar o valor obtido na tabela. 10

11 - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 tripé - 01 régua milimetrada 400mm - 01 fixador metálico com manípulo - 01 manípulo com cabeça de plástico - 01 indicador de plástico esquerdo com fixação magnética - 01 indicador de plástico direito com fixação magnética - 01 acessório para associação de molas; - 04 massas aferidas 50g com gancho - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 05. Calcular a deformação sofrida pelas molas. (DL = L f - L 0 ). 06. Retirar o peso de 0,5N e verificar se as molas voltam para a posição inicial. 07. Acrescentar novos pesos e repetir as sequências, completando a tabela. F(N) L 0 (m) L f (m) DL(M) F/DL média 1 1,00 2 2, Calcular o valor de F/DL para cada situação. ASSOCIAÇÃO EM PARALELO 09. Calcular o valor médio de F/DL (Constante elástica da mola). 10. Comparar o valor da constante elástica obtida neste experimento com o valor obtido no primeiro experimento. 11. Repita o experimento utilizando 3 molas. 01. Montar o equipamento conforme a figura acima. 02. Medir o comprimento inicial das molas L 0. Anotar o valor obtido na tabela. 03. Prender um peso de 0,50N na extremidade das molas. 04. Medir o comprimento final das molas. Anotar o valor obtido na tabela. 11

12 RELAÇÃO ENTRE RESULTANTE E COS DO ÂNGULO - 07 massas aferidas 50g com gancho - 02 tripés tipo estrela com manípulo - 02 fixador metálico com manípulo - 01 carretel de linha - 01 roldana dupla fixa - 01 roldana simples fixa - 02 hastes fêmea 405mm - 02 hastes macho 405mm - 01 transferidor de plástico 180º 05. Transcrever os dados na tabela e completá-la. F E (N) F 1 (N) F 2 (N) α F R (calculado) 1 0,0 1,0 1,0 2 0,5 1,0 1,0 3 1,0 1,0 1,0 4 1,5 1,0 1,0 06. Os valores de F E medidos diretamente foram próximos aos valores de F R calculados através da fórmula? (F R ) 2 = (F 1 ) 2 + (F 2 ) F 1.F 2.cosa 07. Construir o gráfico de F E 2 em função do cosa: F 2 E (N) 0,00 0,25 1,00 2,25 E(F E 2 )= E(cosa)= a= b= Equação: cosa 01. Montar o equipamento conforme figura acima. 02. Nomear cada conjunto de pesos, respectivamente, de F 1, F 2 e F E (Equilibrante). 03. Manter constante os valores de F 1 e F 2 (1,0N). 04. Aumentar a força F E e medir o ângulo formado entre F 1 e F 2. 12

13 08. O que representa a força central? 09. O que representa o coeficiente angular? 10. O que representa o coeficiente linear? 13

14 TRAÇÃO EM CORDAS EXPERIMENTO massas aferidas 50g com gancho - 02 tripés tipo estrela com manípulo - 02 fixadores metálico com manípulo - 01 carretel de linha - 02 dinamômetros 02N - 02 hastes fêmea 405mm - 02 hastes macho 405mm - 01 transferidor de plástico 180º - 02 manípulos com cabeça de plástico 04. Observar as leituras indicadas nos dinamômetros e anotar nos espaços abaixo. T A = N 05. Medir ângulos α e β. α= T B = N β= 06. Escreva aqui a condição de equilíbrio de um ponto. 07. Aplicando a condição de equilíbrio de um ponto, calcular os valores de T A e T B e comparar com os valores medidos no item 04. T A = T B = A B 08. Qual é o valor do peso utilizado? P= N 09. Os valores calculados foram iguais aos medidos? P Esquema Vetorial / Cálculos 01. Decomposição: T A X= 01. Ajustar os dinamômetros para indicar zero quando colocado na posição do experimento (inclinados). 02. Montar o equipamento de acordo com a foto. 03. Indicar os dinamômetros de A e B e o peso das massas P. T B X= T A Y= T B Y= 14

15 A B P 02. Resultante horizontal: 03. Resultante vertical: 04. Com as equações acima, calcular T A e T B. (Sistema de Equações) EXPERIMENTO massas aferidas 50g com gancho - 02 tripés tipo estrela com manípulo - 02 fixadores metálicos com manípulo - 01 carretel de linha - 02 dinamômetros 02N - 02 hastes fêmea 405mm - 02 hastes macho 405mm - 01 transferidor de plástico 180º - 02 manípulo com cabeça de plástico 01. Ajustar um dinamômetro para indicar zero quando colocado na posição inclinada (A) e outro para indicar zero na horizontal (B). 02. Montar o equipamento conforme a foto. 03. Indicar os dinamômetros de A, B e o peso P. 04. Observar as leituras indicadas nos dinamômetros e anotar no espaço abaixo. T A = N 05. Medir os ângulos a e b. a= T B = N b= 06. Representar as forças em um sistema de eixos ortogonais y e x. 15

16 07. Descreva a condição de equilíbrio de um ponto. 08. Aplicando a condição de equilíbrio de um ponto, calcular os valores T A e T B. T A = N T B = N 09. Qual é o valor do peso utilizado? P= N 10. Os valores calculados foram iguais aos medidos no item 04? 02. Resultante horizontal. Esquema Vetorial / Cálculos 01. Decomposição: T A x= 03. Resultante vertical. 04. Com as resultantes acima, calcular T A e T B. T B x= T A y= T B y= 16

17 EQUILÍBRIO DE UM CORPO RÍGIDO - 01 travessão de aço para Momento Estático - 06 massas aferidas 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico para pendurar travessão - 01 haste fêmea 405mm 05. Calcular o momento de F 2. M 2 =F 2.d 2 = 06. Calcular o momento resultante M R. M R =M 1 +M 2 = 07. O que se conclui com os resultados obtidos? 08. O momento resultante é nulo? 01. Montar o equipamento de acordo com a figura acima. O travessão deve ser suspenso pelo furo central. Colocar pesos pendurados nos dois lados do travessão e equilibrá-lo deslocando a posição dos pesos. 02. Medir as distâncias dos pesos até o furo central e fazer um esquema vetorial no espaço milimetrado. (d 1 e d 2 ) 03. Anotar na tabela os módulos dos pesos e as distâncias obtidas e completá-la. 09. Descreva as condições de equilíbrio de um corpo rígido. 10. Elas foram comprovadas? Esquema Vetorial N F1(N) d1(m) F2(N) d2(m) F1.d1 F2.d2 MR(N.m) 1 0,5 0,5 0,20 2 1,0 0,5 0,20 3 2,0 0,5 0,20 4 1,0 0, Calcular o momento de F1. M 1 =F 1.d 1 = 17

18 MOMENTO RESULTANTE - 01 travessão de aço para Momento Estático - 04 massas aferidas 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico para pendurar travessão - 01 carretel de linha - 01 haste fêmea 405mm - 01 dinamômetro de 5N 06. Escrever as condições de equilíbrio de um corpo rígido. 07. Escrever a equação que permite calcular o peso do travessão. 08. Calcular o preço do travessão. P T = 09. O valor calculado foi o esperado? Comparar com item Medir o peso do travessão com dinamômetro de 5N. P T = N 02. Montar o equipamento conforme a foto. O travessão deve ser suspenso por um ponto fora do seu centro. Pendurar massas de pesos conhecidos nos dois lados do travessão e deslocá-las até o equilíbrio horizontal. 10. Existe alguma força aplicada pelo pendurador sobre o travessão? 03. Determinar os módulos dos pesos do sistema. P 1 = N P 2 = N 04. Medir as distâncias dos pesos até o ponto A do travessão. AB= AC= AD= 05. Aplicar as condições de equilíbrio para calcular o peso do travessão. M 1 =P 1.d 1 = M 2 =P 2.d 2 = M 3 =P T.d= 18

19 PESO DE UM OBJETO - 01 travessão de aço para Momento Estático - 02 massas aferidas 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico para pendurar travessão - 01 carretel de linha - 01 haste fêmea 405mm - 01 objeto qualquer (ex.: molho de chaves) - 01 dinamômetro de 2N 06. Repetir os procedimentos para outros objetos. Objetos P 1 (N) d 1 (m) d(m) P(N) P medido 01. Montar o equipamento conforme a figura. O travessão deve ser suspenso pelo furo central e em um dos lados colocar um peso conhecido e anotar seu peso na tabela. Com o auxílio de um barbante, colocar o objeto de peso desconhecido no outro lado do travessão e deslocálo até o equilíbrio do sistema. 02. Medir as distâncias dos pesos até o pino central e anotar na tabela. 03. Aplicar as condições de equilíbrio para calcular o peso do objeto. P.d=P 1.d 1 P= N 04. Medir com o dinamômetro o peso do objeto. 05. O peso medido e calculado são iguais? 19

20 TRAÇÕES EM CABOS - 01 travessão de aço para Momento Estático - 04 massas aferidas 50g com gancho - 02 tripés tipo estrela com manípulo - 02 fixadores metálicos com manípulo - 02 dinamômetros 5N - 02 hastes fêmea 405mm - 02 hastes macho 405mm - 02 manípulos com cabeça de plástico 04. Medir as distâncias AB= m AC= m AO= m 05. Aplicar as condições de equilíbrio de um corpo rígido para calcular as forças nos barbantes A e B. 06. Fazer um esquema vetorial. 07. Escrever a equação que permite calcular T A. 08. Escrever a equação que permite calcular T B. 01. Medir com o dinamômetro de 5N o peso do travessão. P T = N 02. Montar o equipamento conforme a figura. Pendurar no travessão um peso de 2N fora do centro. Em seguida ajustar os dinamômetros em posição vertical, de forma que o travessão se mantenha em equilíbrio horizontal. 09. Calcular as trações. T A = N T B = N 10. Comparar os valores calculados com os valores medidos no item Anotar os valores indicados pelos dinamômetros T A = N T B = N 20

21 ROLDANAS UMA ROLDANA MÓVEL - 03 massa aferida 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico com manípulo - 01 carretel de linha - 01 roldana simples móvel - 01 roldana simples fixa - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm - 05 gancho de ferro tipo S 04. Os valores de F RE e Fm foram iguais? 05. Calcular a vantagem mecânica da roldana móvel. Vm= F RE /Fm= 06. Fazer um comentário para aplicação prática da roldana móvel. 01. Montar o equipamento conforme a foto. Colocar duas massas de 50g na roldana móvel. 02. Determinar o peso das massas (duas massas de 100g mais roldana móvel) F RE = N (força resistente) 03. Anotar o valor da força motora. Fm= N (força motora) 21

22 DUAS ROLDANAS MÓVEIS - 05 massa aferida 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico com manípulo - 01 carretel de linha - 01 roldana dupla móvel - 01 roldana dupla fixa - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 04. Os valores de F RE e Fm são iguais? 05. Calcular a vantagem mecânica da polia móvel. Vm=F RE /Fm= 01. Montar o equipamento conforme a foto. Colocar quatro massas de 50g na roldana móvel. 02. Determinar a força resistente. F RE = N (força resistente) 03. Determinar a força motora. Fm= N (força motora) 22

23 PÊNDULO SIMPLES RELAÇÃo ENTRe PERÍODo DE OSCILAÇÃO E AMPLITUDE - 01 travessão de aço para Momento Estático - 01 trena de 2m - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 cilindro de latão com gancho - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 carretel de linha - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 03. Medir o tempo de 10 oscilações e determinar o período de oscilação, ou seja, o tempo de uma oscilação. Transcrever o resultado na tabela. 04. Repetir os procedimentos para as amplitudes: 15cm 20cm 05. Completar a tabela. Amplitude Tempo de 10 oscilações T(s) 10cm 15cm 20cm 06. Observando os valores da tabela, pode-se notar que os valores do período (variam/não variam) muito para as diversas amplitudes, isso permite concluir que o período de oscilação (depende/não depende) da amplitude de oscilação. 07. Usando o cilindro de latão, repetir as operações 01 e 03 mas agora para uma amplitude bem grande. Qual o período obtido? T= s 01. Montar o equipamento de acordo com a foto. Prender o cilindro de latão na extremidade livre do fio com 80cm de comprimento. Afastar 10 cm de sua posição de equilíbrio (10cm é o valor da amplitude). Soltar a massa e deixar oscilar livremente. 02. Conceituar período de um pêndulo simples. 08. O que você conclui comparando os resultados da tabela com o resultado anterior? 09. Enunciar a primeira lei do pêndulo simples, a que relaciona período de oscilação com amplitude de oscilação (Lei do Isocronismo). 23

24 RELAÇÃO ENTRE PERÍODO DE OSCILAÇÃO E MASSA DO PÊNDULO - 01 travessão de aço para Momento Estático - 01 trena de 2m - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 cilindro de nylon com gancho - 01 cilindro de latão com gancho - 01 cilindro de alumínio com gancho - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 carretel de linha - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm 01. Prender o corpo de prova de nylon na extremidade do fio. Afastar 15cm de sua posição de equilíbrio (15cm é a amplitude) e soltar deixando oscilar livremente. 02. Medir o tempo de 10 oscilações e determinar o período de oscilação (tempo de uma oscilação) e transcrever o resultado na tabela. 03. Repetir os procedimentos para as massas de alumínio e latão. Massa Tempo de 10 oscilações T(s) Nylon Alumínio Latão 04. Observando a tabela, pode-se notar que os valores dos períodos (variam/não variam) muito para as diversas variações de massa. Isso nos permite concluir que o período de oscilação (depende/não depende) da massa do pêndulo. 05. Enunciar a segunda lei do pêndulo simples, a que relaciona período de oscilação com a massa do pêndulo (lei das massas). 06. Por que determinar o tempo de 10 oscilações, quando se deseja o tempo de uma oscilação? 07. Para pequenas amplitudes o período de um pêndulo simples (depende/independe) da amplitude. 08. Para uma mesma amplitude, se aumentarmos a massa do pêndulo o período (aumenta/ diminui/ não se altera). 09. Se para efetuar uma oscilação completa o tempo foi de 0,15s, conclui-se que o período vale e a frequência. RELAÇÃO ENTRE PERÍODO E COMPRIMENTO DO PÊNDULO 01. Agora com um cilindro de latão e amplitude pequena, fazer com que o pêndulo oscile livremente. 02. Medir o tempo de 10 oscilações. 03. Medir o comprimento do pêndulo. L= m 04. Determinar o período de oscilação para esse comprimento e anotar na tabela. 05. Diminuir o comprimento do fio, aproximadamente 10cm, enrolando-o no suporte, medir o novo comprimento e anotar na tabela. 06. Determinar o período de oscilação para esse novo comprimento e anotar na tabela. 24

25 07. Repetir as sequências e completar a tabela abaixo sendo que a última medida tenha aproximandamente 0,30m. L(m) Tempo de 10 oscilações T(s) g(m/s 2 ) 08. Fazer o gráfico T=f(L). 11. Qual o aspecto do gráfico T 2 =f(l) 12. Baseado na questão anterior, podemos concluir que T é: ( ) diretamente proporcional a L. ( ) inversamente proporcional a L. ( ) diretamente proporcional a L 2. ( ) diretamente proporcional a L. T(s) L(m) E(T)= E(L)= L 13. Sabe-se que T = π. Conhecendo os valores de L e T calcule g g. 14. A que fórmula se chegou? 09. Qual o aspecto do gráfico T=f(L)? 10. Fazer o gráfico T 2 =f(l) T 2 (s 2 ) L(m) E(T 2 )= E(L)= a= b= Equação= 15. Utilizando os valores da tabela, determinar o valor médio de g. g m =. 16. Enunciar a terceira lei do pêndulo simples (lei dos comprimentos). 25

26 MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES - MHS - 01 régua milimetrada 400mm Lei de Hooke - 02 massa aferida 50g com gancho - 01 tripé tipo estrela com manípulo - 01 fixador metálico com manípulo - 01 fixador metálico para pendurar mola - 01 indicador de plástico esquerdo com fixação magnética - 01 indicador de plástico direito com fixação magnética - 01 mola Lei de Hooke - 01 haste fêmea 405mm - 01 haste macho 405mm - 01 manípulo com cabeça de plástico 01. Montar o equipamento conforme a foto. 02. A expressão que calcula o período do oscilador massa-mola (movimento harmônico simples) é a seguinte. T = π m k Sendo: (T) o período, (m) a massa do oscilador e (k) a constante elástica da mola e não sendo desprezível a massa da mola (m ), a fórmula anterior deve ser alterada para: T = π m ' m + k 03. Determinar a constante elástica (k) da mola. F(N) DL(m) K=F/DL Valor médio de K(N/m) 0,50 1,00 1, Calcular o período de oscilação do oscilador massa-mola para uma massa de 50g. 05. Conservar pendurado na mola a massa de 50g. m=0,05kg m (massa da mola)= 0,029 kg. k= N/m (na tabela) 26

27 DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO PERÍODO DE OSCILAÇÃO 01. Pendurar na mola uma massa de 50g, colocar a mola para oscilar com pequena amplitude (MHS). 02. Com um cronômetro, determinar o tempo de 10 oscilações. Massa (g) Tempo de 10 oscilações T(s) Determinar o valor do período. T= s. 04. Comparar o valor medido com o calculado. 05. Pendurar na mola uma massa de 100g, coloque a mola para oscilar com pequena amplitude (MHS) 06. Com um cronômetro, medir o tempo de 10 oscilações. 07. Determinar o valor do período. T= s 08. Comparar os valores medidos e calculados. 09. Do que depende o período de oscilação? (oscilador massa-mola) 27

28 ALAVANCAS - 01 tripé tipo estrela; - 02 hastes de 400mm tipo macho; - 02 hastes de 400mm tipo fêmea; - 01 travessão de 400mm; - 03 massas aferidas de 50g; - 01 dinamômetro de 5N; - 01 pendurador de travessão; - 01 pendurador de dinamômetro; 02. Representar num esquema vetorial as forças aplicadas no travessão. ALAVANCA INTER-RESISTENTE Uma alavanca é inter-resistente quando a resistência está situada entre o ponto de apoio e a força potente. 03. Com o dinamômetro de 5N medir o peso de travessão. P T = N 01. Montar o equipamento conforme a foto. 04. Anotar abaixo a medida de F1 (força potente) indicada pelo dinamômetro. F 1 = N 05. Medir as distâncias d1, d2 e d3. d 1 = m d 2 = m d 3 = m 06. Aplicar as condições de equilíbrio de um corpo rígido (teorema de Varignon) e calcular a força potente F1. P T. d 3 + F 2. d 2. F 1 d 1 = 0 F 1 = N 07. Considerando a tolerância de erro admitida (5%), podemos afirmar que a força potente medida no dinamômetro é igual a F1 calculada? F 1 força potente F 2 força resistente N força normal de reação P T peso do travessão 08. Calcular a força normal de reação N. N = N 28

29 ALAVANCA INTERPOTENTE Uma alavanca é interpotente quando a força potente está situada entre o ponto de apoio e a força resistente. 01. Montar o equipamento conforme a foto. 03. Com o dinamômetro de 5N medir o peso de travessão. P T = N 04. Anotar abaixo a medida de F1 (força potente) indicada pelo dinamômetro. F 1 = N 05. Medir as distâncias d1, d2 e d3. d 1 = m d 2 = m d 3 = m 06. Aplicar as condições de equilíbrio de um corpo rígido (teorema de Varignon) e calcular a força potente F1. P T. d 3 + F 2. d 2. F 1 d 1 = 0 F1 = N 07. Considerando a tolerância de erro admitida (5%), podemos afirmar que a força potente medida no dinamômetro é igual a F1 calculada? F 1 força potente F 2 força resistente N força normal de reação P T peso do travessão 08. Calcular a força normal de reação N. N = N 02. Representar num esquema vetorial as forças aplicadas no travessão. 29

30 ALAVANCA INTERFIXA A alavanca é interfixa quando o ponto de apoio fica situado entre a força resistente e a força potente. 01. Montar o equipamento conforme a foto. 04. Anotar abaixo a medida de F1 (força potente) indicada pelo dinamômetro. F 1 = N 05. Medir as distâncias d1, d2 e d3. d 1 = m d 2 = m d 3 = m 06. Aplicar as condições de equilíbrio de um corpo rígido (teorema de Varignon) e calcular a força potente F1. P T. d 3 + F 2. d 2. F 1 d 1 = 0 F1 = N 07. Considerando a tolerância de erro admitida (5%) podemos afirmar que a força potente medida no dinamômetro é igual a F1 calculada? 08. Calcular a força normal de reação N. N = N F 1 força potente F 2 força resistente N força normal de reação P T peso do travessão 02. Representar num esquema vetorial as forças aplicadas no travessão. 03. Com o dinamômetro de 5N medir o peso de travessão. P T = N 30