Agrupamento de Escolas António José de Almeida
Relatório da atividade laboratorial 1.2
“Será necessária necessária uma força para que o corpo se mova?”
Ano: 2011/2012 Ano: 2011/2012 Professora: Florbela Professora: Florbela Rouxinol Turma:11ºA Turma:11ºA Data:Penacova, Data:Penacova, 16 de Novembro de 2011
Elementos do grupo: • • • • •
Daniela Henriques, nº2!" Fili#a Ferreira, nº21!0 Paulo $o#es, nº21% Pa&r'cia Raquel, nº2() *'lvia +liveira, nº2("
Índice: n&rodu-.o#!
+b3e&ivos#(
4a&erial u&ili5ado #(
ues&7es #r89labora&orias#)
+bserva-7es/Procedimen&o#"
Recol:a de dados
Introdução:
Na realização desta atividade laboratorial mont!mos um circuito com uma cal"a um carrin"o e outros elementos de modo a veri#car se seria preciso ou não a aplicação constante de uma $orça para %ue este se mantivesse em movimento. &omo se sabe apesar da utilização da cal"a para a diminuição do atrito sobre o corpo em estudo essa $orça oposta ao seu movimento é sempre e'istente apesar de ser desprez!vel e espera(se %ue não ven"a a inter$erir com os resultados. )esmo e'istindo então um atrito reduzido a necessidade da aplicação de uma $orça sobre o corpo para %ue ele ad%uira uma certa aceleração para se poder deslocar é necess!ria pois é *obrigatório+ sempre uma $orça para %ue um corpo em repouso entre em movimento. )as ser! necess!rio %ue essa $orça se,a constante para %ue o corpo se manten"a em movimento- u apenas ser! necess!ria uma $orça %ue servir! simplesmente como uma espécie de impulsão para ele ad%uirir um movimento inicialNesta e'peri/ncia cu,o ob,etivo ser! responder 0 %uestão *er! necess!ria uma $orça para %ue o corpo se mova-+ iremos então seguidamente esclarecer esta %uestão ao colocar em pr!tica o trabal"o laboratorial destinado.
Objetivos: denti#car as $orças %ue atuam corpo3 Recon"ecer %ue no movimento de um corpo apoaido num plano "orizontal a $orça grav4tica é e%uilibrada pela ação do apoio sobre o corpo3 Estudar o movimento de um corpo %ue se move em lin"a reta num plano "orizontal su,eito a uma resultante de $orças igual a zero e a alteração deste movimento %uando a resultante das $orças passa a ser nula3 Analisar esta ultima situação no sentido de veri#car se este movimento obedece 0 lei da inércia3 &omparar com base nos resultados da e'periencia se os e$eitos do atrito são desprez!veis ou consider!veis e discutir as soluç5es da %uestão proposta em ambas as situaç5es3 &on$rontar os resultados da e'periencia com os pontos de vista de Aristóteles de 6alileu e de Ne7ton.
Materiais utilizados: • • • • • • • • • • •
)esa3 &arrin"o 8corpo 193 :eso 8corpo 29 &al"a3 Roldana3 ;io3
Questões pré-laboratoriais:
1. Que resposta dá à questão que é o titulo desta atividade im pois para %ue um corpo se movaisto é ad%uira velocidade é necessaaria uma $orça %ue o $aça mover. No entanto %uando essa $orça dei'a de atuar ou se,a %uando o bloco embate no c"ão continua a mover(se( =ei da nércia. >uando o corpo embate no c"ão a $orça resultante é nula e a velocidade passa a ser constante8 movimento retil4neo uni$orme9. Então associamos esta situação 0 1?lei de Ne7ton. e a $orça resultante %ue atua sobre um corpo $or nula o corpo permanecer! em repouso se estiver inicialmente em repouso ou ter! movimento retilineo uni$orme se estiver em movimento. 2. Nem sempre a descrição dos movimentos foi como se faz hoe! "aça uma pesquisa so#re as ideias de $rist%teles& 'alileu e Ne(ton so#re movimentos e forças! Nem sempre a descrição dos movimentos $oi como se $az "o,e. Aristóteles 6alileu e Ne7ton descreviam(nos de $orma di$erente. )! $ssocie e a cada te*to um dos autores! A( Aristóteles. +, Ne7ton. -, 6alileu. @. . que é que 'alileu trou*e de novo relativamente aos seus antecessores? 6alileu introduziu o método e'perimental. . a(/race as forças que atuam so#re am#os os corpos
b(
0rove que o conunto se move& antes do peso em#ater no solo& e indique se a velocidade do conunto aumenta& diminui ou se mantém constante& usti1cando! E'iste um bloco %ue e'erce uma $orça no carrin"o e $az com %ue este se mova com uma aceleração constante logo até o bloco embater no c"ão ou se,a a $orça dei'a de atuar a velocidade do carrin"o aumenta. c( Se o 1o for comprido& o corpo + aca#a por tocar no chão e nele 1car apoiado! $ partir desse instante& que forças passam atuar so#re os corpos?Qual é o movimento de $? A partir do instante %ue o corpo < embate no c"ão e nele #ca apoiado a $orça resultante é nula pelo %ue o carrin"o tem um movimento retilineo uni$orme. >uer no corpo A %uer no corpo < passam atuar apenas as $orças peso e normal.
B. a( 0ara minimizar atrito de $ com a caha& $ deverá ser um #loco ou um carrinho? :ara minimizar o atrito de A com a cal"a A dever! ser um carrin"o pois o atrito de rotação é menor %ue o atrito de translação. b(Que material de la#orat%rio necessita para medir a velocidade do #loco $ em diversos instantes? 2 o tempo que decorre desde o in3cio do movimento até a uma dade posição? :ara medir a velocidade do bloco < em diversos instantes é necess!rio um digitimetro e célula $oto eletrica.
C. Se for nula a força resultante so#re $& o que acontecerá à sua velocidade? A velocidade é constante ou zero.
.#servaç4es50rocedimento (obre a mesa colocar a cal"a per$eitamente na "orizontal3 (&olocar o &
;ig.1 ( =igar o &
(No #nal da montagem obtivemos o seguinte sistema 8#g.F9 ( niciar atividade laboratorial.
6ecolha de dados7 •
Recol"a de dados 1. )assa do carrin"o com o &
¿
GCBFBHg
2. )assa do peso m ¿ 1GFg
•
¿
GG1Hg
&!lculo da aceleração8Ialor teórico9 Fr = m× a T −T + P2 =m × a P2=( m1 + m2 )
×a
m P0
(¿ ¿ 1 + m 2)
¿
m
(¿ ¿ 1 + m ) m × g =¿ 2
2
2
×a
×a
GG1GF
GGGGK@
× 9,8 =
¿ 0,81463 ×a
a ≅ 0,6189 m / s
8iscussão dos resultados7
( 0,7636 + 0,05103 ) × a
Questões pós-laboratoriais: 1./race o 9rá1co de dispersão velocidade,tempo para o carrinho utilizando a calculadora!
2.. movimento é sempre do mesmo tipo?-aracterize,o! Não. nicialmente o carrin"o vai ter movimento retilineo uni$ormemente acelerado e posteriormente movimento retilineo uni$orme.
F. Selecione os dados e*perimentais para intervalos de tempo convenientes e determine a aceleração em cada parte do movimento& utilizando a opção de estat3stica da calculadora!
@. 6esponda à questão inicial7 “Será necessária uma força para que um corpo se mova”? Não pois para %ue o corpo se mova isto é ad%uira velocidade se estiver em repouso é necess!ria uma $orça %ue o $aça mover(se e %uando essa $orça dei'a de atuar ou se,a %uando o bloco embate no c"ão continua a mover(se( =ei da nércia. >uando o corpo embate no c"ão a $orça resultante é nula e a velocidade passa a ser constante8movimento retilineo uni$orme9. Então associamos esta situação 0 primeira lei de ne7ton. e a $orça resultante %ue atua sobre um corpo $or nula o corpo permanecer! em repouso se estiver incialmente em repouso ou ter! movimento retilineo
uni$orme se estiver em movimento e por isso a nossa resposta negativa a esta %uestão.
Conclusão:
