LABORATÓRIO CASEIRO PÊNDULO BALÍSTICO. Cad. Cat. Ens. Fis., Florianópolis, 2(3): , dez

Transcrição

1 LABORATÓRIO CASEIRO PÊNDULO BALÍSTICO Isab Bianchi* José d Pinho A Fiho Dto d Física UFSC Forianóois SC O ênduo baístico foi inntado 174, co o objtio d dir ocidads d rojétis or io d coisõs inásticas co u coro d assa uito aior Sua aior aicação foi indústrias d arantos, ond ra dida a ocidad co qu os rojétis ançados atingia o ao Para s dtrinar sta ocidad usa-s a consração do onto inar da nrgia cânica Tndo nt o nsino d choqus no o grau, nsous construir u quianto qu ritiss ao studant u ntndinto aior sobr o rincíio da consração do onto inar, tóico st, igado ao assunto acia ncionado Foi ntão qu, ao dararos co a sugstão d s construir o ênduo baístico, rsoos acitá-a buscando ua hor anira d fazê-o Arsntaos do origina, anas a disosição dos canisos Matria ncssário - ua chaa d adira d (40,00 x 30,00 x 1,00) c - ua chaa d adira d (30,00 x 15,00 x,00) c - três daços d adira d (0,00 x,00 x 1,00) c - u daço d anguira crista d 0,00 c co 1,0 c d diâtro - ua sfra d aço co 0,95 c d diâtro ( 3,50 g d assa) - dois tubos d canta d ástico (tio sfrográfica dscartá) - u canudinho d ástico (d rfrigrant) - ua rsiha d auínio * Auna d graduação do curso d icnciatura física - UFSC Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

2 - ua hast d aço (ara) d 11,00 c d corinto co 0,10 c d diâtro - ua hast d aço (ara) d 3,00 c d corinto 0,10 c d diâtro - ua caixa d fósforos - u daço d cartoina d (5,00 x 10,00) c - fita adsia - u tubo d coa sur-bondr - dois rgos édios Montag 1 o ) Construção da bas Na chaa d adira aior, faça 5 orifícios co diâtro 0,10 c aior qu o diâtro do tubo da canta, saçados d,50,50 c, coçando a artir d 6,00 c do io da chaa o ) Suort do ênduo Co ou rgu os três daços d adira, d odo a forar u U Est srá o suort ara o ênduo osciar Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

3 No cntro da bas do U, faça u orifício co diâtro d 0,15 c Prnda ntão a hast d 3,00 c nst orifício ntort a art aior qu d ficar ara dntro do U, forando u gancho quno A hast d 11,00 c drá tr ua d suas xtridads odada fora d círcuo, ara qu ossa girar irnt no gancho rso no suort Prgu o U b no cntro da aca d adira aior 3 o ) Construção do ênduo Co a cartoina faça u con cuja bas d tr u diâtro qu s ajust rfitant ao intrior da caixa d fósforos Para qu o con não dsnro, ass fita adsia ao su rdor Co ntão o con dntro da caixa Co o ênduo na hast d 11,00 c ( sa d ncaixar xatant no cntro da caixa ), sndo qu a 4 o ) Suort da anguira Na chaa d adira nor, arqu a atura qu stá o cntro do con Exatant nsta atura d ficar o cntro da anguira A artir dsta inha, arqu ânguos d 30 o, 45 o 60 o Co a rsiha d auínio, fix a xtridad da anguira qu ficará otada ara o ênduo Nas arcas dos ânguos, faça orifícios (dois ao ongo d cada inha) qu não rfur a chaa Nsts orifícios srão introduzidos os rgos d odo a fixar a anguira no ânguo dsjado Prgu ntão a chaa d adira na bas a 0,50 c do cntro da sa Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

4 5 o ) Suort do canudinho Cort os tubos d canta, rasando b as xtridads intriors, co-os fora d T Fix ntão o suort u dos orifícios da bas d odo qu, ao coocar o canudinho no su intrior, st fiqu ncostado na art surior do ênduo O canudinho d sr graduado iítros Para arcar a scaa, utiiz tinta nanqui Procdinto xrinta Sot a sfra na xtridad surior da anguira Ea ai dsizar, indo acoar-s ao ênduo, qu ntão ao ointar-s urrará o canudinho graduado É u rocdinto fáci d sr xcutado o auno od r co carza tudo qu acontc no xrinto D qu anira odos ntão ostrar ao auno coo s consra o ointo inar? Cocos artindo das quaçõs qu dscr st tio d choqu Iniciant, co ua baança, dtrin as assas: ond: = assa do ênduo = assa da sfra A quação d consração diz qu: ( ) = ocidad do ênduo = ocidad da sfra ( ) = assa do conjunto ênduo-sfra Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

5 = ocidad co qu o conjunto ênduo-sfra s o aós o choqu Sabos qu a ocidad do ênduo ants do choqu é zro, ntão: ( ), ( ) As assas do ênduo da sfra são conhcidas; rstanos dtrinar a ocidad do conjunto Esta ocidad od sr cacuada da sguint anira: - Sabos qu a nrgia cinética do conjunto ênduosfra, ogo aós o choqu, é igua à nrgia otncia graitaciona dst conjunto no fina do ointo, ou sja, no onto qu o ênduo chga à sua atura áxia Então: ( ) g h ( ) g h A ocidad da sfra srá: ( ) g h Ao obsraros o xrinto, rcbos qu a dtrinação d h é uito difíci Poré, s usaros u ouco d atática contaros co a ajuda do Tora d Pitágoras, ncontraros a soução ara nosso roba Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

6 S obsraros a figura abaixo, ond tos a rrsntação do instant qu o ênduo ating h, ros qu: d ( h) d h h h d h Para qunas osciaçõs, qu é o qu acontc nst caso, h é quno coarado co d, odos dsrzar h Então, h d A ocidad do rojéti srá ntão ( ) d g Podos rificar ntão a Consração do Monto Linar no choqu: Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

7 ( ) d g Os dados obtidos, atraés da raização da xriência, fora: = 3,51 g = 3,94 g = 11,00 c os dais s ncontra na taba abaixo O aor d g u- tiizado nos cácuos foi 9,80/s² VALORES TEÓRICOS VALORES EXPERIMENTAIS h () (/s) (kg/s) d() (/s) (kg/s) E(%) 30º 1,50x10-1,565 5,49x10-3 6,0x10-1,40 4,34x º 15,0x10-1,76 6,06x10-3 7,30x10-1,456 5,11x º 18,40x10-1,899 6,67x10-3 9,50x10-1,895 6,65x10-3 0,30 Os aors tóricos da ocidad, indicados na taba a- cia, fora obtidos utiizando-s a xrssão da consração da nrgia cânica ara a sfra: g h' 1 h' g, ond h é a atura d ançanto da sfra ração à osição do ênduo A artir da sa, dtrinou-s o aor tórico da quantidad d ointo da sfra ants d chocar-s co o ênduo A útia couna indica o rro rcntua ratio Coo s obsra, ara ânguos aiors o rro cai considrant, ritindo a Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz

8 obtnção d rsutados xcnts Coo sugstão, fica a discussão do ado rro ara ânguos aiors Rfrências Bibiográficas 1 GRUPO d Estudos Tcnoogia d Ensino d Física Física: o grau/getef São Pauo, Saraia, 1979 V1 SEARS, Zansky Física cânica: hidrodinâica Rio d Janiro, Liros Técnicos Cintíficos, PROJECTO física: unidad 3 triunfo da cânica Lisboa, Fundação Caoust Gubnkian, 1978 Cad Cat Ens Fis, Forianóois, (3): , dz