Objetivos: |
1. Utilizar a 2ª lei de Newton. |
Material: carrinho, tábua ou trilho, blocos de madeira, cronômetro.
Use uma tábua lisa (ou um trilho) de aproximadamente 1 metro de comprimento como um
plano inclinado, apoiando uma das extremidades em blocos de madeira.
Escolha um carrinho que deslize livremente pelo plano inclinado. Admitindo que
praticamente não há atrito entre o carrinho e o plano, a única força responsável pela
descida do carrinho (de massa m) é a força peso .
A projeção dessa força na direção do movimento é , cujo módulo , onde
. A força tem a direção e o sentido do movimento, como mostra a figura. e
têm a direção vertical e sentido para baixo.
Em São Paulo, g = 9,8 m/s2.
A aceleração a do carrinho de massa m é dada por
1. Meça o ângulo q com o auxílio de um transferidor ou através de relações
trigonométricas no triângulo.
2. Calcule a aceleração do carrinho .
3. Marque uma posição da rampa com um traço. Solte o carrinho desse ponto, com
velocidade inicial nula. Alinhe a parte frontal do carrinho com o traço e use a parte frontal
como referência. (Para facilitar, você pode usar algum outro ponto mais definido do
carrinho como referência.)
4. Cronometre o intervalo de tempo de descida t. Use a parte frontal do carrinho (ou outro
ponto escolhido), observando o movimento numa posição adequada para evitar erros. Se
for possível, observe bem por cima. Organize os dados em uma tabela.
5. Calcule o valor médio do tempo de descida t e o respectivo desvio.
6. Obtenha a aceleração a, lembrando que s = 1/2 at2. Utilize os valores extremos de t, isto
é, t + e t - , para obter os valores extremos de a, amin e amax, respectivamente. O
desvio em a, deve ser obtido por:
7. Compare com . Discuta o resultado.
8. Se for colocado um peso adicional sobre o carrinho, o que acontece com a aceleração?
Discuta e observe.
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Se apenas uma pessoa empurrar um carro sem partida para fazê-lo pegar no arranque, numa rua plana, dificilmente conseguirá a aceleração necessária. Entretanto, se três ou quatro pessoas empurrarem simultaneamente, o carro adquirirá a aceleração suficiente para conseguir o arranque. Uma força maior aplicada sobre a mesma massa resultará numa aceleração proporcionalmente maior. |
Se agora tiver um carro leve e outro bem pesado para empurrar, certamente é mais fácil mover o carro mais leve. A massa maior é mais difícil de ser acelerada.
3) Dois objetos ligados por um fio.
Tome dois objetos de massas diferentes m1 e m2, presos a um fio e acoplados a uma roldana,
como mostra a figura. |
Faça a montagem ilustrada na figura. Inicialmente faça previsões do que vai ocorrer, apenas com as massas m1 e M (m1< M). Utilize blocos de madeira ou caixas lisas de papelão, observe e confira com as previsões. Coloque a massa m2 sobre
a m1 e repita o procedimento.
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