I.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para realizarmos o experimento nos utilizamos do aparelho indicado nas Figuras 1.1 e 1.2,

descrito abaixo:

Figura 1.1

Figura 1.2

O aparelho utilizado é constituído de: uma Plataforma rotacional, um motor, uma polia, duas

roldanas fixas, um sensor, cronômetro, uma mola, uma suporte móvel para a mola, duas hastes

perpendiculares a plataforma, cordas para efetuar a sustentação, um disco indicador, um anel

indicador, uma massa de tração(m) e uma massa orbitante(M).

A plataforma rotacional é constituída por um suporte retangular, demarcado com os

milímetros para facilitar a realização da experiência. Ela está presa a o eixo do motor por um a correia

e apoiada sobre uma polia de atrito desprezível, assim é possível realizar o movimento circular. Na

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Dinâmica Rotacional

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plataforma estão presas duas hastes perpendiculares móveis, em uma delas, localizada no centro de

rotação, há um suporte para sustentar a mola, e essa por sua vez está engatada a um disco indicador,

aonde é possível verificar a intensidade da força realizada, pela posição dele em relação ao anel

indicador móvel. Na haste lateral há uma das cordas de sustentação, essa está ligada a massa que

realiza o movimento circular(M), e nessa massa são presas as outras cordas de sustentação, em uma

extremidade o fio conecta a massa(M) ao disco indicador passando antes por uma roldana, na outra

extremidade ela é conectada a massa de tração(m), novamente passando antes por uma roldana.

Para cronometrar o tempo de revolução, anexado à base da plataforma há um cronômetro

acionado por um sensor, esse sensor percebe a diferença entre o preto e o branco, quando uma peça

preta, presa em baixo do suporte que é branco, passa por ele, o sensor ativa o cronometro, quando a

peça preta passa novamente desativa-o. Para controlar a velocidade de rotação existe um controle

conectado ao motor e ao cronômetro, e alem disso existe um botão que indica para o sensor quando

ele deve começar a funcionar.

Para realizar o experimento, primeiramente devem-se nivelar as hastes e o suporte da

plataforma com auxilio de um prumo, dessa forma o resultado obtido terá uma maior precisão.

Após ser feito o nivelamento deve-se determinar uma massa que efetuará o movimento

circular(M), e anotar o valor encontrado quando a colocamos na balança, para ao final do experimento

comparar com o valor achado.

A seguir, é escolhida uma massa de tração, deve-se pesá-la na balança e anotar o seu valor.

Com essa massa em mãos é preciso conectá-la a massa(M), por meio de um dos fios de sustentação,

após efetuar esse passo, é necessário alinhar a haste lateral para que ela fique perpendicular ao

suporte, medir o raio do movimento, que é a distancia entre o fio dessa haste e o fio preso ao disco

indicador. A seguir deve-se colocar o anel indicador na posição onde o disco está posicionado. Depois

de fazer todos esses procedimentos deve-se retirar a massa de tração(m), é possível notar que o disco

sai da posição demarcada anteriormente, após retirar a massa(m) para prosseguir com o experimento,

liga-se por meio do controle o motor, e esse por meio da polia faz a plataforma girar. Regule a

velocidade de rotação até que o disco volte para a posição demarcada anteriormente, quando for

alcançada essa situação, é necessário calcular o tempo de rotação, acionando o cronômetro pelo

controle.

Para melhor clareza dos dados é necessário verificar o tempo com no mínimo cinco massas

de tração diferentes.

Com os tempos achados é possível calcular as velocidades e partir delas, é possível calcular

a aceleração centrípeta e a força centrípeta.

Esse conjunto de dados recolhidos é mais bem analisado em forma de tabela, contendo a

massa de tração, o raio do movimento, o tempo de revolução, a velocidade, a aceleração centrípeta e a

força centrípeta.

A partir da tabela é possível construir um gráfico Força Centrípeta pela Aceleração

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Centrípeta (Fc x ac) para a massa que sofre o movimento circular. O gráfico deve ser construído com

algumas precauções, para ficar mais exato é necessário calcular o módulo de cada eixo. O módulo é

calculado dividindo o comprimento do eixo pela variação da grandeza a ser colocada no eixo; no caso

do eixo x o tempo; e no eixo y o deslocamento. Depois de calcular o módulo devem-se multiplicar

cada valor do eixo (achados na Tabela criada anteriormente) pelo módulo do eixo que ele está dessa

forma podemos montar uma segunda tabela, com os valores a serem utilizados para a construção do

gráfico.

Depois de colocarmos cada ponto no gráfico podemos notar que o gráfico é uma reta, assim

podemos deduzir que fazendo o coeficiente angular (a tangente) dessa reta (calculada por Fc/ac),

acharemos o valor da massa(M) e o compararemos com o valor real dela para calcular o erro obtido.

II. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Apresente aqui os resultados, se houverem gráficos eles devem ser anexados no final. Aqui

também devem aparecer as análises

Como resultado do procedimento, no qual os tempos foram obtidos, temos a Figura 2:

TABELA I.

Massa de Tração (g)

Raio do Movimento (cm)

Tempo de Revolução (s)

Velocidade (m/s)

Aceleração Centrípeta (m/s²)

Força Centrípeta (n)

0 0 0 0 0 0

32.73 10.1 1.6 0.33104 3.7584 0.33104

42.42 10.3 0.97 0.667 4.3216 0.415716

67.26 11 0.79 0.8748 6.9582 0.659149

90.10 11.6 0.72 1.00927 8.8339 0.88298

102.46 12 0.69 1.10122 9.9504 1.004108Figura 2

A Figura 2 está relacionada ao Gráfico 1 (Fc x ac), anexado ao final deste relatório. Para

desenhar o gráfico de forma correta, é necessário calcular o módulo do eixo x (aceleração centrípeta)

e o módulo do eixo y (força centrípeta). O módulo é calculado dividindo o comprimento do eixo pela

variação da grandeza, para achar o lugar exato do ponto no gráfico é preciso multiplicar o valor

achado experimentalmente com o valor do módulo.

O módulo do eixo x (Mx), calculado é 1.507 m/s²cm, e o módulo do eixo y (My), calculado

é 11.950 N/cm.

Fazemos assim, uma tabela (Figura 3) com os valores exatos dos pontos nos gráficos,

obviamente aproximados, na hora de localizá-los no papel milimetrado para a sua construção.

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TABELA II.

Força Centrípeta (N)

Valor no gráfico, da força centrípeta (cm)

Aceleração Centrípeta (m/s²)

Valor no gráfico, da aceleração centrípeta (cm)

0 0 0 0

0.33104 3.9 3.7584 5.6

0.415716 4.9 4.3216 6.5

0.659149 7.8 6.9582 10.4

0.88298 10.5 8.8339 13.3

1.004108 12 9.9504 15Figura 3

Esse gráfico forma uma reta, com esse gráfico é possível calcular a massa orbitante desse

experimento. Para isso primeiramente é preciso achar o coeficiente angular da reta, para realizar essa

ação é preciso calcular a tangente do ângulo formado entre o gráfico e o eixo x.

O valor desse coeficiente é 0,105 kg, sendo o mesmo valor da massa orbitante(M).

Comparando com o valor real dessa massa que é 98.68 g, obtivemos um erro de 6,4%.

REFERÊNCIAS

[1] Aquino, H.A. – “Laboratório de Física I”

Relatório de Física experimental 1 de Julho de 2010

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