2
2
Índice:
Objectivos………………………………………………………………………………
……………………………………2
Introdução………………………………………………………………………………
…………………………………..3
Material…………………………………………………………………………………
…………………………………....7
Procedimento
Experimental…………………………………………………………………………..
..........8
Observações…………………………………………………………………………
……………………………………10
Cálculos…………………………………………………………………………………
…………………………………….19
Crítica e
Conclusão………………………………………………………………………………
………………….22
Bibliografia……………………………………………………………………………
………………………………….27
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.
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.
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
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.
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);
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.
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.
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.
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)
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
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
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)
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)
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
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)
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.
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
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
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:
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:
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.
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
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,
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
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
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.
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