Relatorio a.L 1.2

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2

Page 2: Relatorio a.L 1.2

2

Índice:

Objectivos………………………………………………………………………………

……………………………………2

Introdução………………………………………………………………………………

…………………………………..3

Material…………………………………………………………………………………

…………………………………....7

Procedimento

Experimental…………………………………………………………………………..

..........8

Observações…………………………………………………………………………

……………………………………10

Cálculos…………………………………………………………………………………

…………………………………….19

Crítica e

Conclusão………………………………………………………………………………

………………….22

Bibliografia……………………………………………………………………………

………………………………….27

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2

Objectivos

Provar que a força de atrito de um corpo depende da sua

massa;

Saber se é necessária uma força para que um corpo se mova;

Verificar a 1ªlei de Newton;

Perceber como Aristóteles, Galileu e Newton entendiam o

movimento;

Conseguir informações sobre posição, velocidade e tempo, ao

longo de um movimento rectilíneo uniformemente acelerado de um

corpo, utilizando o programa “Logger Lite” e um sensor de

movimento “Go! Motion”;

Adquirir gráficos posição-tempo através do programa “Logger

Lite”;

Obter gráficos posição-tempo e velocidade-tempo no programa

Microsoft Office Excel;

Determinar a aceleração de um corpo através de um gráfico

velocidade-tempo;

Calcular a força de atrito ao longo dos movimentos descritos

nesta actividade laboratorial;

Comparar os resultados obtidos ao longo da actividade

laboratorial.

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Legenda:

• A – Roldana;

• B – Carrinho;

• C – Massa;

• D – Corpo para suportar a massa;

• Rn – Reacção normal ao plano;

• Fa – Força de atrito;

• Fg – Força gravítica;

• T – Tensão.2

Introdução

Neste relatório os resultados obtidos na actividade laboratorial

serão divulgados, bem como os contra-tempos que foram

encontrados ao longo dela.

Como o objectivo geral era calcular a força de atrito de um

carrinho e avaliar se esta está dependente de algum factor em

especial, esta actividade laboratorial foi dividida em três partes,

sendo que, na primeira, o carrinho teria ligado a ele uma massa de

cem gramas (através de um fio de Nylon), na segunda parte, seria

uma massa de cinquenta gramas e, na terceira parte, a massa do

carrinho teria um acréscimo de duzentos e cinquenta gramas.

Page 5: Relatorio a.L 1.2

2

Seguindo a tese dos autores do livro “11F, Física e Química A,

Física – Bloco 2” da editora Texto, a força de atrito de um corpo é

tanto maior quanto superior for a sua massa. Como a massa é o

factor de inércia, ou seja, o factor que mede a resistência que um

corpo tem para alterar a sua velocidade, quanto maior for a massa,

menor é a possibilidade de o corpo alterar a sua velocidade, assim

nunca terminará o seu movimento, a não ser que uma força ou um

obstáculo o pare.

A força gravítica da massa colocará o carro em movimento,

fazendo com que ele adquira uma velocidade. Neste caso, o

movimento será rectilíneo e acelerado, sendo assim, o corpo terá

uma velocidade não nula, logo, ele terá uma aceleração. Através da

aceleração, é possível chegar a uma força resultante, como afirma a

Segunda Lei de Newton. Essa força relaciona-se com a massa do

carro e com a sua aceleração:

A força resultante, neste sistema, é

composta por duas forças: a força de atrito e a tensão:

Após obtida a força resultante, é

necessário chegar à força de atrito através da tensão. A tensão será

calculada através da massa (de cinquenta ou cem gramas), cuja força

gravítica a actuar no seu centro de massa colocará o carro em

movimento. A resultante de forças dessa massa (corpo pendente)

relaciona a sua massa com a sua aceleração e, ainda a tensão com a

Page 6: Relatorio a.L 1.2

2

força gravítica. Desta vez, a aceleração e a força gravítica são

negativas, devido ao referencial escolhido:

Como a tensão a actuar

no carro e na massa é a mesma, já se pode

calcular a força de atrito, utilizando a

massa e a aceleração do carro:

Para obter a aceleração é necessário calculá-la através de um

gráfico velocidade-tempo, depois de obter o gráfico posição-tempo no

programa “Logger Lite”.

Com o intuito de obter um gráfico posição em função do tempo

no programa “Logger Lite”, um sensor de movimento “Go! Motion”

será ligado ao computador para que este recolha dados sobre o

movimento do carro para realizar o dito gráfico. O computador

apresentará um gráfico posição em função do tempo, bem como os

seus dados, o tempo, a posição e ainda a velocidade do carro.

Através desses dados será possível calcular a aceleração do carro

durante o seu deslocamento ao longo da calha metálica, através do

cálculo do declive de um gráfico velocidade em função do tempo,

apenas com os valores de quando a velocidade aumenta, pois, nesse

gráfico existirá uma porção que demonstra que a velocidade é

constante, e, nessa porção, a aceleração é nula.

Assim se atinge o objectivo geral de calcular a força de atrito do

carrinho com diferentes massas.

Page 7: Relatorio a.L 1.2

2

Podemos ainda saber um pouco acerca de como o movimento

era entendido. Segundo o ponto de vista de Aristóteles pode-mos

afirmar que qualquer movimento de um objecto terrestre que não

seja de queda rectilínea para a terra não é natural e necessitaria de

uma força externa. O estudo de Aristóteles permitiu concluir que para

colocar um corpo em movimento é necessário que uma força exterior

seja aplicada sobre ele. Diz também que se a força aplicada fosse

retirada, o corpo parava também o seu movimento. Esta explicação

apresenta alguns limites na medida em que esta não consegue

desprezar a resistência do meio.

Galileu seguiu com as investigações iniciadas por Aristóteles,

mostrando que as conclusões retiradas anteriormente não estavam

totalmente certas, admitindo que no movimento rectilíneo uniforme

no plano vertical, há uma força com sentido contrário à do

movimento do corpo, ou seja, uma força de atrito (neste caso, a

resistência do ar). Concluiu então que desprezando esta força o corpo

continua o seu movimento rectilíneo com velocidade constante e

durante um período de tempo ilimitado.

Newton, vários anos mais tarde, não só concordou com as

conclusões de Galileu como também as desenvolveu e enunciou as

suas três leis baseadas nas conclusões que retirou. Na sua primeira

lei, designada também por Lei da Inércia, este diz o mesmo que

Galileu, ou seja, quando a resultante de forças a actuar no centro de

massa de um corpo é nula, se este estiver em repouso continuará em

repouso e se estiver em movimento continuará em movimento

rectilíneo uniforme.

Material

1 Calha metálica (1,20m -Incerteza de 0,5mm-);

1 Carrinho (m=250,05g);

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2

Fio de Nylon (q.b.);

1 Corpo/Massa (100g)- 1ªParte;

1 Corpo/Massa (50g)- 2ª/3ªParte;

1 Corpo/Massa (250g)- 3ªParte;

1 Roldana;

1 Sensor de movimento “Go! Motion” (incerteza: 0,00001mm)

1 Balança Scaltec (incerteza: 0,005 g);

1 Nível;

1 Computador.

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2

Procedimento Experimental

1°Parte

2°Parte

Para realizar a segunda parte da experiência deve-se proceder da

mesma forma alterando-se apenas a massa que se encontra presa ao

carrinho. Enquanto na primeira experiência a massa era de 100g,

para realizar esta segunda parte a massa deve ser de 50g.

3°Parte

Para realizar a terceira parte da experiência deve-se proceder da

mesma forma alterando-se apenas a massa do carrinho. Nesta

Fig.3- Determinar a massa do carrinho.

Fig.4- Colocar o carrinho sobre o plano e iniciar a detectação dos valores

(sensor) ao mesmo tempo que se larga o carrinho. O

sensor encontra-se ligado a um computador.

Tratar os pontos

registados pelo sensor a fim de

verificar de descobrir-mos a aceleração

experimental e de verificar-mos como

varia a velocida em função do tempo, tal

como a força de atrito.

Fig.2- Nesta primeira experiência, colocar uma massa de 100g presa ao carrinho por um fio de

nylon.

Fig.1- Montar o esquema e retirar

as medidas rias.

Page 10: Relatorio a.L 1.2

2

experiência a massa presa ao carro continua a ser de 50g e deve-se

acrescentar uma massa de 250g (figura 5) sobre o carrinho de modo

a este ter uma massa total de 500,05g.

Observações

1ª Parte

Fig.5- Massa (250g) acrescentada ao carrinho para alterar a sua massa

inicial.

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Posiç

ão

(m)

2

Gráfico 1 – Gráfico posição em função do tempo obtido no programa

“Logger Lite”.

Gráfico 2 – Gráfico posição em função do tempo relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 100g.

Gráfico 3 – Gráfico velocidade em função do tempo relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 100g.

Tempo (s)

0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.800.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

Tempo (s)

Posição (m)

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2

Gráfico 4 – Gráfico velocidade em função do tempo apenas com os

pontos correspondentes à aceleração, com o declive e R2, relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 100g.

Tabela 1 – Tabela de tempo e

posições correspondentes aos

valores do gráfico 2.

0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.800.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

Tempo (s)

Velocidade (m/s)

Tempo(s)

Posição(m)

0,960000 0,1691151,000000 0,1961831,040000 0,2347281,080000 0,2756751,120000 0,3236231,160000 0,3763761,200000 0,4330181,240000 0,4928761,280000 0,5533891,320000 0,6110341,360000 0,6707881,400000 0,7285361,440000 0,7879951,480000 0,8461591,520000 0,9206731,560000 0,9663051,600000 1,0228781,640000 1,0796241,680000 1,128419

Page 13: Relatorio a.L 1.2

2

Tabela 2 – Tabela de tempo e

velocidades correspondentes

aos valores do gráfico 3.

Tabela 3 – Tabela de tempo e

velocidades correspondentes aos

valores do gráfico 4.

Tempo(s)

Velocidade (m/s)

0,960000

0,427138

1,000000

0,753842

1,040000

0,966273

1,080000

1,114262

1,120000

1,248522

1,160000

1,357513

1,200000

1,439692

1,240000

1,482276

1,280000

1,478397

1,320000

1,471214

1,360000

1,468485

1,400000

1,477446

1,440000

1,502453

1,480000

1,569097

1,520000

1,484063

1,560000

1,361572

1,600000

1,365269

1,640000

1,402492

1,680000

1,606113

Page 14: Relatorio a.L 1.2

Posiç

ão

(m)

2

Tempo

(s)

0,9600

0

1,0000

0

1,0400

0

1,0800

0

1,1200

0

1,1600

0

1,2000

0

1,2400

0

Velocidad

e

(m/s)

0,4271

3

0,7538

4

0,9662

7

1,1142

6

1,2485

2

1,3575

1

1,4396

9

1,4822

7

2ª Parte

Gráfico 5 – Gráfico posição em função do tempo obtido no programa

“Logger Lite”.

Gráfico 6 – Gráfico posição em função do tempo relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 50g.

Tempo (s)

Page 15: Relatorio a.L 1.2

2

Gráfico 7 – Gráfico velocidade em função do tempo relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 50g.

Gráfico 8 – Gráfico velocidade em função do tempo apenas com os

pontos correspondentes à aceleração, com o declive e R2, relativo ao

movimento do carrinho ligado a uma massa de 50g.

0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.000.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Tempo (s)

Posição (m)

0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.000.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Tempo (s)

Velocidade (m/s)

0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.250.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

f(x) = 1.72214993686681 x − 0.847614810604051R² = 0.959953186195699

Tempo (s)

Velocidade (m/s)

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2

Tabela 4 – Tabela de tempo e de posições correspondentes aos

valores do gráfico 6;

Tabela 5 – Tabela de tempo e velocidades correspondentes aos

valores do gráfico 7;

Tabela 6 – Tabela de tempo e de velocidades correspondentes

aos valores do gráfico 8.

Tempo(s)

Posição(m)

0,840000

0,183445

0,880000

0,209217

0,920000

0,242809

0,960000

0,273483

1,000000

0,306402

1,040000

0,345396

1,080000

0,386860

1,120000

0,427529

1,160000

0,470770

1,200000

0,517757

1,240000

0,569129

1,280000

0,613337

1,320000

0,655870

1,360000

0,700302

1,400000

0,744683

1,440000

0,788960

1,480000

0,833565

1,520000

0,878049

1,560000

0,921981

1,600000

0,966361

1,640000

1,000298

1,680000

1,045179

1,720000

1,088334

1,760000

1,132577

1,800000

1,158021

Tempo(s)

Velocidade

(m/s)0,84000

00,501333

0,880000

0,691224

0,920000

0,781785

0,960000

0,822423

1,000000

0,901168

1,040000

0,982098

1,080000

1,025399

1,120000

1,065972

1,160000

1,129722

1,200000

1,188656

1,240000

1,172426

1,280000

1,112651

1,320000

1,097604

1,360000

1,104599

1,400000

1,108138

1,440000

1,110618

1,480000

1,110940

1,520000

1,099696

1,560000

1,077240

1,600000

1,014592

1,640000

1,015937

1,680000

1,060425

1,720000

1,010861

1,760000

0,961388

1,800000

0,984878

Tempo(s)

Velocidade

(m/s)0,84000

00,50133

30,88000

00,69122

40,92000

00,78178

50,96000

00,82242

31,00000

00,90116

81,04000

00,98209

81,08000

01,02539

91,12000

01,06597

21,16000

01,12972

21,20000

01,18865

6

Tabela 5

Tabela 4

Tabela 6

Page 17: Relatorio a.L 1.2

Posiç

ão

(m)

2

3ª Parte

Gráfico 9 – Gráfico posição em função do tempo obtido no programa

“Logger Lite”.

Gráfico 10 – Gráfico posição em função do tempo relativo ao

movimento do carrinho com massa de 500,05g ligado a uma massa

de 50g.

Tempo (s)

Page 18: Relatorio a.L 1.2

2

Gráfico 11 – Gráfico velocidade em função do tempo relativo ao movimento do carrinho com massa de 500,05g ligado a uma massa

de 50g.

Gráfico 12 – Gráfico velocidade em função do tempo apenas com os

pontos correspondentes à aceleração, com o declive e R2, relativo ao

movimento do carrinho com massa de 500,05g ligado a uma massa

de 50g.

T

a

b

e

la 7 – Tabela de tempo e de posições correspondentes aos valores do

gráfico 10;

0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.200.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

Series2 Tempo (s)

Posição (m)

0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.200.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

Tempo (s)

Velocidade (m/s)

0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.500.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

f(x) = 1.01539687742841 x − 0.625900046944078R² = 0.989101578715295

Tempo (s)

Velocidade (m/s)

Nota: Ao longo desta actividade laboratorial observou-se que as

acelerações do corpo em cada uma das partes da experiência foram

diferentes, bem como as forças de atrito de cada uma das partes

desta actividade.

Page 19: Relatorio a.L 1.2

2

Tabela 8 – Tabela de tempo e velocidades correspondentes aos

valores do gráfico 11;

Tabela 9 – Tabela de tempo e de velocidades correspondentes

aos valores do gráfico 12.

Tempo(s)

Posição(m)

1,000000

0,185454

1,040000

0,202327

1,080000

0,221516

1,120000

0,241966

1,160000

0,263610

1,200000

0,286982

1,240000

0,311392

1,280000

0,337271

1,320000

0,364568

1,360000

0,393126

1,400000

0,425523

1,440000

0,456968

1,480000

0,493237

1,520000

0,525011

1,560000

0,558652

1,600000

0,594557

1,640000

0,625329

1,680000

0,658624

1,720000

0,691833

1,760000

0,725612

1,800000

0,758717

1,840000

0,791995

1,880000

0,825238

1,920000

0,858499

1,960000

0,893644

2,000000

0,926922

2,040000

0,957711

2,080000

0,990885

Tempo(s)

Velocidade

(m/s)1,00000

00,35054

01,04000

00,43904

11,08000

00,49202

31,12000

00,52690

91,16000

00,56230

31,20000

00,59653

11,24000

00,62960

81,28000

00,66592

31,32000

00,70491

31,36000

00,75661

91,40000

00,79744

81,44000

00,83275

31,48000

00,84250

31,52000

00,83424

21,56000

00,84989

31,60000

00,83300

61,64000

00,81718

51,68000

00,82761

5

1,720000

0,833676

1,760000

0,834707

1,800000

0,831623

1,840000

0,832751

1,880000

0,836547

1,920000

0,846826

1,960000

0,841747

2,000000

0,814293

2,040000

0,809476

2,080000

0,821669

Tempo(s)

Velocidade

(m/s)1,00000

00,35054

01,04000

00,43904

11,08000

00,49202

31,12000

00,52690

91,16000

00,56230

31,20000

00,59653

11,24000

00,62960

81,28000

00,66592

31,32000

00,70491

31,36000

00,75661

91,40000

00,79744

81,44000

00,83275

3

Tabela 7

Tabela 8

Page 20: Relatorio a.L 1.2

2

Cálculos

1°Parte

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,100 Kg, e

a aceleração experimental ( ), 3,6081m/s2 e sabendo que estamos

perante um referencial com sentido positivo ascendente:

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,100Kg, a

aceleração gravítica (g), 9,8m/s2 e a aceleração experimental,

3,6081m/s2:

Sendo , a , 0,61919N, , “M” a massa do

carrinho, 0,25005kg e a aceleração experimental ( ) 3,6081m/s2:

Tabela 9

Page 21: Relatorio a.L 1.2

2

2°Parte

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,050 Kg, e a

aceleração experimental ( ), 1,7221m/s2 e sabendo que estamos

perante um referencial com sentido positivo ascendente:

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,050Kg, a

aceleração gravítica (g), 9,8m/s2 e a aceleração experimental,

1,7221m/s2:

Sendo , a , 0,403895N, , “M” a massa do

carrinho, 0,25005kg e a aceleração experimental ( ) 1,7221m/s2:

Page 22: Relatorio a.L 1.2

2

3°Parte

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,050 Kg, e a

aceleração experimental ( ), 1,0154m/s2 e sabendo que estamos

perante um referencial com sentido positivo ascendente:

Sendo , a massa do corpo em suspensão, 0,050Kg, a

aceleração gravítica (g), 9,8m/s2 e a aceleração experimental,

1,0154m/s2:

Sendo , a , 0,43923N, , “M” a massa do

carrinho, 0,50005kg e a aceleração experimental ( ) 1,0154m/s2:

Page 23: Relatorio a.L 1.2

2

Crítica e Conclusão

Nesta actividade experimental conseguimos atingir os

objectivos gerais da experiência. O principal objectivo desta

actividade experimental era responder à questão “Será necessário

uma força para que um corpo se mova?” e para tal realizámos a

experiência em três partes, alterando em cada uma delas a massa do

corpo que iria permitir que ao largarmos o carrinho este se movesse

(a fim de verificar-mos se a massa teria influência sobre o

movimento), a massa do carrinho em si (na terceira parte) e

analisando individualmente cada movimento efectuado pelo carrinho,

estudando a sua velocidade em função do tempo, calculando a força

de atrito que actuou no seu centro de massa ao longo do percurso e

verificando qual a aceleração tomada pelo carrinho (variação desta).

Quando o carrinho se encontra parado actuam sobre o centro

de massa deste a força gravítica e a reacção normal ao plano, ou

seja, mesmo antes de o carrinho tomar qualquer velocidade ou

efectuar qualquer movimento, já existem forças a actuar no seu

centro de massa. É devido ao facto de nenhuma das forças ser

dominante sobre a outra que o carro não se move. Diz-se então que a

força gravítica e a reacção normal ao plano têm a mesma direcção,

sentidos opostos, a mesma intensidade e o mesmo ponto de

aplicação. Estando o carrinho ligado a uma determinada massa por

um fio de nylon, quando este é largado passa a actuar sobre este a

chamada “tensão”, consequência da força exercida pela massa/corpo

pendente e que permite que o carro se desloque.

Page 24: Relatorio a.L 1.2

2

A partir do momento em que largamos o carro e que o

sensor detecta os pontos, conseguimos obter dados suficientes

para estudarmos o movimento efectuado pelo corpo e retirar

diversas conclusões. Logo a partir dos dados directamente

registados pelo sensor, obtém-se um gráfico posição em função

do tempo no programa “Logger Lite” bem como os valores de

velocidade do carrinho ao longo do percurso. Após criação de

um gráfico velocidade em função do tempo no programa

Microsoft Office Excel, verificamos que até determinado ponto a

velocidade do carro aumenta até que se mantém constante.

Percebemos então que enquanto a massa/corpo pendente

exerce uma força (tensão) sobre o centro de massa do carro

este vai aumentando a sua velocidade (algo possível de

verificar com os dados obtidos pelo sensor). Através da análise

do gráfico deparamo-nos com um momento em que o carro

passa a tomar uma velocidade constante, ou seja, o carro que

anteriormente tinha aceleração (visto que a sua velocidade ia

aumentando), agora já não tem. Possui uma aceleração nula, a

partir de determinado momento. Esse momento é então quando

a massa/corpo suspenso que exercia uma força sobre ele deixa

de estar em movimento e pára quando “embate” no caixote (no

caso da nossa experiência). O facto de a aceleração ser nula

não é sinónimo de velocidade nula, mas sim de uma velocidade

constante. Diz-se então que o carro se desloca num movimento

rectilíneo uniforme (MRU). Com este facto consegui-mos então

atingir um dos nossos objectivos que era constatar a 1ªLei de

Newton (Lei da Inércia), que nos diz que se a força resultante

que actua sobre um corpo for nula, o corpo permanece em

repouso se estiver inicialmente em repouso, ou terá movimento

rectilíneo uniforme se estiver em movimento. Esta lei está

então comprovada visto que mesmo depois de a massa ter

ficado em contacto com o caixote, deixando de aplicar uma

força (tensão) no centro de massa do carrinho, este continuou

Page 25: Relatorio a.L 1.2

2

em movimento tomando uma velocidade constante (logo,

aceleração nula) visto que a resultante de forças a actuar

voltou a ser nula. Como a massa é o factor de inércia, ou seja, o

factor que mede a resistência que um corpo tem para alterar a

sua velocidade, quanto maior for a massa, menor é a

possibilidade de o corpo alterar a sua velocidade, assim nunca

terminará o seu movimento, a não ser que uma força ou um

obstáculo o pare.

Conseguimos assim responder a uma das principais

questões que nos levaram a realizar esta actividade

experimental. “Será necessária uma força para que um corpo

se mova?”. Percebe-mos então que mesmo estando parado, um

corpo tem sempre forças a actuar nele (neste caso a força

gravítica e a reacção normal ao plano), mas nenhuma domina

sobre a outra, sendo a resultante de forças, nula. Para alterar

então o estado de repouso ou movimento é necessário ser

aplicada uma força cuja intensidade seja superior à força de

atrito (força que se opõe ao movimento relativo dos corpos).

Com as diferentes partes desta experiência em que fomos

alterando massas (do corpo pendente e do carrinho) tínhamos

outro objectivo: perceber se a massa era um factor que

influenciava a força de atrito. Para tal iniciamos a experiência

com um carrinho de massa, 250,05g, e um corpo pendente

unido a este (a fim de conseguirmos o movimento do carro num

plano horizontal) de massa, 100g. Após análise do gráfico

velocidade em função do tempo relativo a este primeiro

movimento, analisamos o declive (no período em que o carro

aumentava a sua velocidade –sujeito á força do corpo sobre

ele), de modo a obtermos a aceleração do carrinho, que foi de

aproximadamente 3,61m/s2. Conseguimos então chegar à força

resultante que actuou no sistema (através da fórmula

apresentada na introdução deste relatório), que foi de -0,361N,

Page 26: Relatorio a.L 1.2

2

aproximadamente (obtemos um valor negativo visto que a

aceleração tem sentido negativo segundo o referencial

considerado). Posteriormente, depois de calculada a tensão

conseguimos então calcular finalmente a força de atrito que nos

deu um valor de -0,283N (o sinal negativo, neste caso também

indica que o sentido da força é negativo relativamente ao

referencial, o que se torna claro em relação á força de atrito,

uma vez que se trata de uma força de oposição ao movimento).

Na segunda parte desta experiência manteve-se a massa

do carro, alterando-se apenas a massa do corpo/pêndulo para

50g. O valor da aceleração obtido após estudo do declive de um

novo gráfico velocidade em função relativo ao movimento

efectuado nesta etapa foi de 1,72m/s2. Este valor,

comparativamente ao obtido na primeira parte é menor, algo

que se torna lógico a partir do momento em que se percebe

que a força resultante depende da massa do corpo a actuar (

). Se era o corpo pendente que permitia que o carrinho

se movesse após este ser largado, quanto menor a massa do

corpo pendente, menor será a força a actuar no centro de

massa do carrinho (valor da força “tensão” também é menor) e,

consequentemente, menor será a velocidade adquirida por

este. Se o aumento de velocidade for menor então a aceleração

do carrinho no movimento também será, o que explica que o

valor da aceleração do carro nesta segunda parte seja inferior

ao da primeira, pois a massa do corpo pendente passou de

100g para 50g. Estando todos os cálculos intercalares feitos

(seguindo a mesma ordem efectuada na primeira parte),

obtém-se uma força de atrito de aproximadamente -0,0267N.

Na terceira e última parte da experiência alterou-se a

massa do carrinho acrescentando-lhe 250g, obtendo-se no total

um carro com uma massa de 500,05g, e manteve-se a mesma

massa pendente da segunda parte (50g). O valor de aceleração

Page 27: Relatorio a.L 1.2

2

obtido desta vez foi de 1,015m/s2. Os valores da tensão a

actuar no centro de massa do carro foram idênticos aos da

segunda parte, 0,40N e 0,44N (2ªparte e 3ªparte

respectivamente), algo normal visto que se manteve a massa

do corpo pendente, ou seja, a força aplicada por este seria a

mesma. O valor da força de atrito obtido foi de -0,0685N,

aproximadamente. Se analisarmos melhor os valores da força

de atrito obtidos nas diferentes partes da experiência

conseguimos obter resposta a um dos três mais importantes

objectivos traçados para esta actividade, que era saber se a

massa tinha alguma influência sobre a força de atrito.

Comparando, por exemplo, os valores da força de atrito (já

enunciados anteriormente) na segunda e na terceira parte,

relacionando simultaneamente a massa do carrinho

correspondente ao movimento (já enunciada também) verifica-

se então que a força de atrito é influenciada pela massa do

corpo em questão. Percebe-mos também que a força de atrito

de um corpo é tanto maior quanto superior for a sua massa,

algo que se comprova pelo facto de a força de atrito ser

superior na terceira parte em relação à segunda e da massa do

carro ter sido aumentada 250g na terceira parte em relação à

segunda. Visto que a força de atrito é uma força que se opõe ao

movimento relativo dos corpos, quanto maior esta for, maior

será a oposição ao movimento, logo o aumento da velocidade

ao longo da trajectória rectilínea no mesmo período de tempo

não será tão grande, pelo que se consegue explicar então o

motivo pelo qual a aceleração na segunda parte é superior ao

da terceira parte, tendo sempre em mente que a aceleração é o

cociente entre a variação da velocidade e o intervalo de tempo

considerado.

Em suma, todos os objectivos propostos forma atingidos,

tendo-se realizado a experiência sem percalços. Ao contrário de

outras experiências em que a força de atrito prejudicou os

Page 28: Relatorio a.L 1.2

2

resultados que pretendíamos obter, desta vez esse não foi um

problema visto que estudar esta grandeza vectorial fazia parte

dos objectivos e, como seria de esperar, os valores da força de

atrito mantiveram-se sempre bastante reduzidos.

Bibliografia

Para realizar este relatório recorri às seguintes fontes de

informação:

Ventura, Graça/ Fiolhais, Manuel/ Fiolhais, Carlos/ Paiva, João/

Ferreira, António José, “11F- Física e Química A- bloco 2,

11º/12ºano”, 1a Edição, 2011, Texto Editores;

Rodrigues, Margarida/ Morão Lopes Dias, Fernando, “ Física e

Química na Nossa Vida, viver melhor na Terra- Física 9”, 1ª

Edição, 2009, Porto Editora;

http://perceberomundo.blogs.sapo.pt/1169.html.