Relatório Física Geral e Experimental II

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Arranjo

Para a realização do experimento foi utilizado um sistema, para avaliar e permitir a medição das variáveis envolvidas no processo e também vista na fundamentação teórica.

Dessa forma monta-se o arranjo onde se prende uma polia de Massa (M) e Raio (R) com seu eixo de rotação preso a bancada.

Enrola-se um fio considerado ideal sob a polia, e em sua ponta se prende uma haste (S), para colocar os pesos (P) a uma altura (h), como elucidados na imagem a seguir (Figura1).

Procedimento Experimental

A realização do procedimento experimental consiste em colocar um peso, de massa (m) na haste, colocado em repouso a certa altura (h) (vide Figura1), e solta-lo até chegar ao chão. Marcando com um cronometro tempo (t) em que o peso percorre a altura especificada. Se posto em passos a serem seguido teremos:

1º Passo: Após montado o arranjo, determinar a quantidade de pesos a serem utilizados no experimento. Para o caso em questão serão sete pesos.

2º Passo: Enrolar o fio envolto da polia até que a haste (S) fique em uma altura(h) que servirá como padrão para as outras medições. Medir a altura utilizando uma trena.

3º Passo: Realizar a medição do tempo de cada peso, começando pela haste (S).

4º Passo: Realizar três medições de tempo para que se possa ter uma boa média dos tempos obtidos.

5º Passo: Realizar a medição de três tempos para cada peso (S, S+1P, S+2P... S+7P).

6º Passo: Após e medição de cada tempo, realizar a medição da massa de cada peso (S, S+1P, S+2P... S+7P).

7º Passo: Montar tabela com os dados de massa e de tempo extraídos, assumindo os erros instrumentais.

8º Passo: Desmontar o arranjo e realizar a medição da massa da polia(M) em balança, e do seu respectivo diâmetro com um Paquímetro, assumindo os erros instrumentais para cada medição.

Materiais Utilizados:

Suporte Fixo

Polia de alumínio

8 Massas aferidas ( Suporte + 6 blocos ).

Cronômetro

Trena

Paquímetro

Dados Coletados

Foi utilizado como instrumento, um cronômetro para medição do tempo do procedimento experimental. Utilizando também, ferramentas como Excel, para determinação do tempo médio, devido à realização de três repetições para cada massa aferida, e seus respectivos desvios padrão (Erro tm).

Em seguida, foi feito a medição da altura com auxílio da trena, e calculado o raio do disco com auxilio do paquímetro. Posteriormente foram calculados, os respectivos erros: da massa dos blocos, tempo, raio e massa do cilindro.

Tendo os valores da massa(m) e do tempo médio (tm) utiliza-se do Excel para plotar um gráfico que contenha massa e tempo como variáveis.

Porém, como não sabemos qual é a variável dependente e a variável independente, plotamos 2 tipos de gráfico. Um com variável independente sendo tempo(s) e outro com variável independente sendo massa(kg).

Sendo que para cada um é preciso encontrar melhor ajuste. Ou seja, o que possua o R² mais próximo de 1.

Dessa forma temos para variável independente sendo massa (kg), os seguintes ajustes:

Tendo como melhor ajuste LOGARÍTMO

E para variável independente sendo tempo(s), os seguintes ajustes:

Tendo como melhor ajuste EXPONENCIAL

Depois foi utilizado o Excel para cálculo dos momentos de inércia experimental, (IE) e seus respectivos erros.

Encontrando os respectivos valores:

Equações do Momento de Inércia

Teórico:

It= (m*R^2)/2

σIt=[(R^2 )^2*〖σm〗^2+(2mR)^2*〖σR〗^2 ]^(1/2)

Experimental:

Ie=m*R^2 [(g*t^2)/2H]-1

Comparação do Momento de Inércia:

“I” Experimental “I” Teórico

Considerações finais

Ao plotar o gráfico encontrou um melhor ajuste para variável independente sendo a massa, uma função