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Lançamento Horizontal
Tipologia: Notas de estudo
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- Determinação da Velocidade Inicial em um Lançamento Horizontal de um Projétil –
I) Objetivo da experiência:
A experiência realizada tem o intuito de determinar a componente horizontal da velocidade e a aceleração da gravidade. Para tal, utilizou-se do lançamento horizontal, pois este é composto de dois movimentos: um na vertical (y) e outro na horizontal (x). A componente da velocidade de um corpo na horizontal é constante, enquanto que a componente da velocidade na vertical varia. Portanto, no eixo y (vertical), o corpo sofre ação da gravidade.
II) Material Utilizado:
III) Procedimento:
Primeiramente, montou-se um sistema de forma que a esfera fosse abandonada de uma determinada altura (y₀) – e essa tem de ser a mesma em todas as medições realizadas para minimizar os erros experimentais – compondo um lançamento horizontal. No chão, colocou-se papel carbono com uma folha branca em cima a fim de que se pudesse medir o alcance da esfera, pois ao tocar o chão, esta deixa uma marca, o que facilita a medição. A distância – que será medida pela fita métrica - entre a marca deixada pela esfera e a mesa - é o alcance. Esta medição teve auxílio do fio de prumo, que ficou posicionado de forma que a distância entre o local onde a esfera tocou é medido sempre em relação ao local onde ele estava posicionado (perto da mesa). O sensor óptico (preparado no modo GATE) ficou na posição inicial da esfera, de modo que pudesse medir o tempo que esta leva para realizar esse percurso. Quando este começa a medir o tempo, a esfera já possui velocidade em ambos os eixos. Após montado o sistema, mediu-se o tamanho efetivo da esfera, que é verificado a partir do momento em que o sensor acende com a presença dela. Ela, ao percorrer o equivalente ao seu comprimento, parou quando o sensor óptico apagou. Essa distância percorrida é o tamanho efetivo da esfera (∆d). Nesse experimento, o tamanho efetivo da esfera correspondeu a 0,0210 m. O experimento foi realizado cerca de quatro vezes. Os resultados obtidos foram dispostos numa tabela; como em cada experimento obteve-se um alcance diferente, o alcance considerado foi a média aritmética de todos os alcances (d x ); o mesmo ocorreu para o tempo. A partir de então, foram realizados cálculos a fim de cumprir o objetivo da experiência realizada.
IV) Fórmulas Utilizadas:
V) Dados e Cálculos:
Medição Alcance (m) Alcance Médio – d x (m) Tempo (s) Tempo Médio - T(s)
d.p. = 100% – 59,5% = 40,5%
Para que se possa determinar a aceleração da gravidade experimentalmente, utilizou-se a velocidade encontrada algebricamente, substituindo-a na equação encontrada anteriormente, que relacionava a velocidade com a altura (y₀).
v₀ x ₂ = 2,00 m/s 0,851 = 0,5g (0,498)² / v₀ x ² 3,404 = 0,124g
y₀ = 0,5 gd x ² / v₀ x ² 0,851 (2,00)² = 0,5g (0,498)²
3,404 = 0,5g (0,248)
VI) Conclusão:
No primeiro cálculo do valor da componente horizontal da velocidade (1,91 m/s), foi encontrado um valor maior do que o valor encontrado experimentalmente (1,19 m/s). Esta diferença é decorrente dos possíveis erros ocorridos em laboratório, uma vez que além dos erros de paralaxe, pode ter havido uma série de erros na determinação do alcance, problemas ao fixar o sensor, entre outros. O cálculo da aceleração da gravidade a partir dos valores obtidos no experimento foi um resultado diferente da aceleração normalmente utilizada (9,8 m/s²). Isso ocorreu devido aos erros advindos do operador e da própria medição, de modo que o valor encontrado fosse bem maior que o normal. Percebe- se a presença destes, no momento em que a diferença percentual foi calculada – na segunda parte dos cálculos, visto que a velocidade encontrada experimentalmente foi praticamente a metade da outra encontrada algebricamente.
VI) Bibliografia:
