Movimento Circular Uniforme - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Movimento Circular Uniforme - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

PDF (337.5 KB)
12 páginas
1Números de download
1000+Número de visitas
Descrição
Apostilas de Física sobre o estudo do Movimento Circular Uniforme, introdução teórica, montagem experimental.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 12
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

Experimento 4 – Movimento Circular Uniforme - 2012

Objetivo Geral:

Objetivo específico: Determinação experimental da equação de movimento de uma massa M

em Movimento Circular Uniforme.

Introdução Teórica:

Montagem Experimental:

Para realizar este experimento você utilizará uma “plataforma rotatória” da Pasco ou

da Azeheb laboratórios de Física.

Descrição do aparelho da Pasco:

A plataforma rotatória consiste de uma base de alumínio que pode girar em torno

de um eixo (Figura 4.1). Acoplados à base estão dois suportes, o central e o lateral.

O suporte central possui uma ranhura pela qual podem se mover uma presilha e

um anel. A presilha suporta uma mola e um disco indicador. No disco indicador é preso um fio

que passa através do anel e por uma pequena polia fixa no suporte. A outra extremidade do fio é

amarrada na massa M.

O suporte lateral possui uma linha vertical que indica a distância da massa M ao

centro de rotação. Da sua extremidade superior sai um fio que sustenta a massa M.

A plataforma rotatória permite que a massa M gire com velocidade angular

constante em torno do eixo. É possível se determinar a força (força centrípeta) necessária

para manter a massa em Movimento Circular Uniforme. A distância da massa M ao centro

de rotação (raio R) e o valor da massa M podem ser variados.

docsity.com

19

docsity.com

Figura 4.1 - Ilustração do aparelho utilizado para o estudo do movimento circular uniforme.

Descrição do aparelho da Azeheb:

A plataforma rotatória consiste de uma base metálica (1) que gira em torno de um

eixo (2) (Figura 4.2). Acoplados à base estão dois suportes, o central (3) e o lateral (4). Ainda em

uma das extremidades dessa barra encontra-se uma massa (5) de “contra-peso” para

estabelecer o equilíbrio.

O suporte central (4) possui um dinamômetro (6), onde na extremidade superior

encontra-se o sistema para zerar o dinamômetro (8), e na extremidade inferior há um gancho

para prender um fio, que passa pela roldana e é fixada na massa M (9) que situa no suporte

lateral.

O suporte lateral possui ao seu longo uma fenda (4) que indica a distância da

massa M ao centro de rotação (3). Da sua extremidade superior sai um fio que sustenta a massa

M.

A plataforma rotatória permite que a massa M gire com velocidade angular constante em torno do

eixo, para isto ligar a fonte (7). É possível se determinar a força (força centrípeta) necessária

para manter a massa em Movimento Circular Uniforme. A distância da massa M ao centro de

rotação (raio R) e o valor da massa M

8

4

3

6

9

docsity.com

5

1

20

docsity.com

Figura 4.2 – Foto esquemática da plataforma rotatória da Azeheb- laboratório.

Metodologia:

1. Determinação da relação entre a velocidade de rotação e a força centrípeta F

Faça suas medidas mantendo constantes o raio R = 0,15 m e a massa M = 0,15kg (os valores

numéricos são apenas sugestões).

Para os alunos que estiverem utilizando a plataforma da Pasco:

1. Através de um fio inextensível que passa pela polia, fixe uma força peso de 0,40

N (40gf) à massa M, de tal forma que ela fique alinhada com a linha vertical do suporte lateral.

Isto é obtido movendo-se convenientemente a presilha superior do suporte central.

2. Conjuntamente ajuste o “disco indicador” de tal forma que ele se alinhe com o

anel do suporte central (detalhe da figura 4.1). Retire a massa suspensa e gire a massa M até

que ela esteja novamente alinhada com a linha vertical do suporte lateral. Isto é verificado pelo

posicionamento do disco indicador.

3. Mantendo-se a massa nesta posição, determine o valor médio do tempo que ela

leva para dar uma volta completa. Para determinar à média dos tempos, gire a plataforma 20

voltas completas de tal forma que a massa permaneça sempre alinhada com a vertical. Repita

este procedimento por pelo menos mais duas vezes. Com estes dados calcule o valor médio do

tempo que a massa M está girando. Preencha a tabela 4.1.

4. Repita as medidas para pesos de 0,80; 1,20; e 1,60 N.

Para os alunos que estiverem utilizando a plataforma da Azeheb:

docsity.com

1. Ajuste o raio da trajetória (Figura 4.2 em destaque);

21

docsity.com

2. Verifique se a polia está alinhada (Figura 4.2 em destaque);

3. Em uma das extremidades da plataforma, na barra horizontal, fixe uma massa

de 100g para estabelecer o equilíbrio (contra-peso, indicação 5 na figura 4.2 );

4 . Posicione e fixe o dinamômetro no suporte central, tal que este fique com o

gancho situado em uma de suas extremidades, o mais próximo possível da roldana (sem tocála). Conecte um fio do gancho do dinamômetro até o gancho lateral do corpo de prova (M) que se

encontra suspenso no suporte lateral, o comprimento do fio deve ser o suficiente para que o

corpo M fique na vertical.

6. Para zerar o dinamômetro: segure o corpo de prova (M), tal que o fio mantenhase na vertical, e ajuste o zero do dinamômetro variando a sua “altura interna”, para isso solte um

parafuso (indicação 8 na figura 4.2) que se encontra na extremidade oposta ao gancho no

dinamômetro, ajuste e aperte novamente.

7. Posteriormente, ajuste a força peso (centrípeta) no dinamômetro, igual a 0,40 N.

Para isso segure o corpo de massa M (corpo de prova) e movimente o dinamômetro para cima,

liberando o parafuso que se encontra no suporte central (detalhe da figura 4.2).

8. Gire a plataforma, ou ligue a fonte de tensão (verifique inicialmente se a tensão

está igual à zero, caso contrário zere-a antes de iniciar o experimento) e aumente-a

gradativamente até que a força aplicada no dinamômetro seja igual a 0,40 N. Nesta situação o

fio que sustenta o corpo de prova (M) ficará na horizontal.

9. Mantendo-se a massa nesta posição, determine o valor médio do tempo que ela

leva para dar uma volta completa. Para determinar à média dos tempos, gire a plataforma 20

voltas completas de tal forma que a massa permaneça sempre alinhada com a vertical. Repita

este procedimento 5 vezes. Com estes dados calcule o valor médio do tempo que a massa M

está girando. Preencha a tabela 4.1.

10. Repita as medidas para as forças de 0,80; 1,20 e 1,60 N.

O bservações : 1 . Os dinamômetros de 2N possuem uma precisão de 0,02 N e o de 1 N a

docsity.com

precisão é de 0,01 N.

2. Ao s elecionar a Força escolha valores entre 0,40 N a 1,80 N para

evitar problemas na obtenção dos dados.

Dados Obtidos Experiementalmente:

Tabela 4.1 – Dados obtidos experimentalmente com seus respectivos desvios.

F(N)

t1 (s)

t2 (s)

t3 (s)

t4 (s)

t5 (s)

22

docsity.com

M = massa do corpo em estudo = (

R= raio da trajetória = (

) Kg

)m

Interpretação dos resultados:

Coloque os valores da média dos tempos, do período, das velocidades e as

respectivas forças na tabela 4.2.

T abela 4.2 – Resultados experimentais baseado nos dados

da tabela 4.1 com os respectivos desvios.

f orça

Tempo médio Período médio

velocidade

F (N)

docsity.com

t m (s)

v(m/s)

T m (s)

Obtenha a equação de movimento da massa de corpo M em MCU. Para isso, obtenha a relação

entre F(N) versus velocidade v (m/s):

Tabela 4.4 – Dados da força e velocidades com seus respectivos desvios.

F (N)

v (m/s)

Confeccione o gráfico F x v. Represente adequadamente os eixos das ordenadas e

das abscissas.

23

docsity.com

Faça sua interpretação obtendo o valor de n e k. Escreva a equação de movimento da massa M

do experimento.

Compare (desvio percentual) seu resultado com o obtido diretamente da balança.

Com o auxílio da análise dimensional escreva a equação geral para qualquer corpo em MCU.

Análise dos Resultados

Conclusão

Referência Bibliográfica

[1] H. Mukai, P.R.G. Fernandes, Apostila de laboratório – DFI/UEM –

2008;

[2] Azeheb – Laboratórios de Física – Manual de Instruções e Guia

de Experimentos;

[3] S. M. S. Stivari – Texto sobre teoria de erros (2010).

24

docsity.com

docsity.com

comentários (0)
Até o momento nenhum comentário
Seja o primeiro a comentar!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome