Relatório de Física Experimental

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simples (M.H.S) para a mola

Materiais utilizados:

Tripé universal delta de marca Cidepe

Régua graduada em milímetros

Duas molas

Cronometro

Três discos de latão de massas diferentes (m1=30,00 gramas; m2=22,90 gramas e m3= 23,00 gramas)

Suporte acoplado nas molas

Suporte para os discos de latão

Balança de precisão

Haste com suporte

Lápis.

Figura 5: Discos de latão

Procedimento:

Para fazer o cálculo e montar o gráfico tivemos que realizar os seguintes procedimentos:

Colocamos os discos de latão na balança de precisão para obter as massas de cada disco, sendo elas: m1=30,00 gramas; m2=22,90 gramas e m3= 23,00 gramas.

Com o auxilio de um lápis, anotamos os seus respectivos valores em cima dos discos.

Foram colocadas as duas molas juntos com os suportes na haste

Medimos o comprimento (deformação) da mola e obtemos o resultado de 64 milímetros

Assim colocamos o disco de latão de 30,00 gramas no suporte e medimos com auxilio da régua a deformação da mola, resultando no comprimento de 74 milímetros.

Colocamos outro disco m2 no suporte e novamente medimos a deformação da mola. Dando um novo valor de 75 milímetros

E colocamos o último disco m3 e tiramos a medida de 81 milímetros

Montamos a seguinte tabela, com os valores convertidos:

Lembrando que 1 g equivale a 0,001 Kg, e 1 milímetro equivale a 0,001 metros, assim:

30,00 gramas / 100 = 0,03 Kg 64 mm /1000 = 0,064

53,00 gramas / 100 = 0,53 Kg 74 mm / 100 = 0,074

76,00 gramas / 100 = 0,76 Kg 81 mm / 100 = 0,745

Para calcular a força, utilizamos a equação: F = M.g

Onde:

M = massa em quilogramas

g = aceleração da gravidade, adotamos como 9,81

F = Força em Newton

Fm1 = 0,03 × 9,81 = 0,294

Fm2 = 0,053 × 9,81= 0,519

Fm3 = 0,076 × 9,81 = 0,745

Montamos o gráfico de Força em Newton pela variação da deformação da mola e metros com os valores acima.

Força(N) pela Δx (metros)

Feito a primeira etapa da pesquisa. Montamos as equações para posição, velocidade e aceleração do movimento harmônico simples.

Assim iniciamos novos métodos, para realizar o que se pede.

Pegamos o celular com cronometro e assim posicionamos de modo que seja fácil a inicialização do tempo marcado

Com os discos no suporte e na mola, deslocamos os discos para baixo e soltamos. Assim que o disco foi solto inicializamos o cronometro e contamos ate 10 oscilações e pausamos o cronometro

Sendo que na primeira tentativa não conseguimos pegar o tempo no cronometro, logo efetuamos uma nova tentativa e obtemos o tempo aproximado em 2,56 segundos para 10 oscilações

Substituímos os valores na equação de t

Ʈ = tempo para 10 oscilações

10

Ʈ = 2,56 => Ʈ =0,256

10

Achamos Ʈ = 0,256

Para achar a velocidade angular, substituímos os valores na equação:

Ѡ = 2π

Ʈ

Assim: Ѡ = 2×3,14 => Ѡ = 24,53

0,256

Substituindo os valores encontrados na equação abaixo, obtemos:

X(t) = X × cos × ( Ѡ × t + ∅)

Onde:

X =55; Ѡ = 24,53; t = 0,256; ∅ = 0

Assim: X(0,256) = 55 × cos (24,53 × 0,256 + 0)

X(0,256) = 55 × 1 ×(6,28)

X(0,256) = 345,4

Aqui adotamos cosseno de 1 igual a 1

Ou:

X(0,256) = 0,57 × 6,28

X(0,256) = 3,58

Neste caso adotamos cosseno de 55 graus como 0,57

Para achar a velocidade:

V(t) = dx(t) = -Ѡ × Asen × ( Ѡt + ∅ )

t

V(0,256) = 24,53 × 0,57 × (6,28) = 87,81 m/s

Achando a aceleração:

A(t) = dv(t) = -Ѡ2 × Acos × ( Ѡt + ∅ )

t

A(0,256) = - (24,53)2