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Sistema de Ensino Presencial Conectado
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA.
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA. 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA.
Relatório de Aula Prática apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, como requisito parcial para a obtenção de média semestral, no curso de Engenharia Mecânica, na disciplina de: Física Geral e experimental, com o objetivo de testar a aplicabilidade de conceitos envolvidos no princípio de conservação de energia na prática.
De forma mais específica, obter os valores da energia cinética de translação e rotação dos objetos testados no exato momento em que passarem pelo sensor para ser capaz de comparar com a energia potencial gravitacional de cada objeto no momento inicial de seu movimento. Aplicar e testar seus conhecimentos acerca de momento de uma força e equilíbrio de rotação para encontrar o valor da massa de 4 diferentes corpos de prova. Verificar na prática a validade de uma hipótese científica – o princípio de Arquimedes e calcular uma característica específica de um material; o volume e por fim avaliar o comportamento dos materiais com a variação de temperatura, e obter os valores dos coeficientes de dilatação linear de cada um dos três materiais disponíveis: cobre, latão e aço; e compará-los com os valores já disponíveis na literatura.
Professora: 
Katiele e Matheus Henrique Segre.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	3
2	DESENVOLVIMENTO	4
2.1	ATIVIDADE PRÁTICA 1	7
2.2	ATIVIDADE PRÁTICA 2	8
2.3	ATIVIDADE PRÁTICA 3	10
2.4	ATIVIDADE PRÁTICA 4	12
3	CONCLUSÃO	13
REFERÊNCIAS	14
INTRODUÇÃO
O relatório de aula prática, proporciona ao aluno fixar os assuntos que vistos na disciplina e desenvolver as situações problemas impostas nesta produção, contextualizando sobre situações do cotidiano. Para as atividades propostas será utilizado o laboratório virtual ALGETEC essa ferramenta nos possibilitará realizar os experimentos simulando um laboratório real.
 
Na primeira atividade o experimento será realizado observando o comportamento de dois cilindros de mesmo diâmetro, porém de massas distintas quando lançados em plano inclinado a uma distância de 300mm de um sensor responsável por registrar o tempo de translado do ponto inicial até sua posição.
 
Na segunda atividade o experimento será realizado utilizando uma balança de prato com contrapeso móvel em sua extremidade para que possa ser deslocado de acordo com o peso aplicado na extremidade oposta tem como objetivo identificar as massas dos corpos que serão utilizados como peso consequentemente será observado o equilíbrio estático da balança.
Na terceira atividade o experimento será realizado observando o comportamento de um cilindro quando emerso em um liquido utilizando o princípio de Arquimedes no que tange os conceitos de empuxo analisaremos os resultados do experimento.
 
Na quarta atividade o experimento nos possibilitará observar o comportamento de um corpo quando submetido ao aumento de temperatura com auxílio do relógio comparador instalado na bancada de teste poderemos avaliar a dilatação deste mesmo corpo com base nos dados obtidos iremos calcular o coeficiente de dilatação linear destes corpos de prova.
DESENVOLVIMENTO
ATIVIDADE PRÁTICA 1.
O Princípio da Conservação da Energia diz que "a energia pode ser transformada ou transferida, mas nunca criada ou destruída".
Em um determinado sistema mecânico, em que formas de energia relacionadas a fenômenos eletromagnéticos ou térmicos não estão presentes, pode-se dizer que a energia total do sistema é puramente mecânica. Desse modo, o Princípio da Conservação da Energia implica a conservação da energia mecânica. Esta, por sua vez, é a soma das quantidades de energia cinética e diversas formas de energia potencial (gravitacional e elástica entre elas). Embora a energia mecânica seja sempre constante, a quantidade de cada uma de suas componentes pode sofrer variação de tal modo que a energia total permaneça constante.
Para este primeiro experimento teremos como objetivo observar com exemplo prático o conceito explicitado anteriormente. Este experimento consiste em abandonar um cilindro oco e um maciço sobre um plano inclinado a vinte graus a uma distância de 300mm do sensor que será responsável por registra o tempo que os cilindros levaram para realizar este percurso. 
Características dos objetos:
	
	 Cilindro Oco
	Cilindro Maciço
	Massa (kg)
	0,11
	0,3
	Diâmetro interno (m) 
	0,04
	****
	Diâmetro externo (m)
	0,05
	0,05
	Raio I (m)
	0,02
	****
	Raio E (m)
	0,025
	0,025
 Tabela 1 - Especificações dos Cilindros.
Resultado do experimento: 
	Velocidade Linear (m/s)
	Cilindro Oco
	Cilindro Maciço
	Descida 1
	0,91
	1,02
	Descida 2
	0,93
	1,02
	Descida 3
	0,89
	1,02
	Média
	0,91
	1,02
 Tabela 2 - Velocidade de translado obtidas no experimento.
Calculo:
	Momento de inercia.	
		Cilindro oco.
kg/m²
		Cilindro maciço.
kg/m²
	Velocidade angular.
		Cilindro oco.
		Cilindro maciço.
	Energia cinética de translação.
Cilindro oco.
		Cilindro maciço.
	
	Energia cinética de rotação.
Cilindro oco.
Cilindro maciço.
	Energia cinética total.
		Cilindro oco.
		Cilindro maciço.
	Energia potencial gravitacional.
		Cilindro oco.
		Cilindro maciço.
	Grandezas
	Cilindro Oco
	Cilindro Maciço
	Momento de Inércia (kg.m²)
	0,0000564
	0,0000938
	Velocidade Linear Média (m/s)
	0,91
	1,02
	Velocidade Angular (rad/s)
	36,37
	40,82
	Energia Cinética de Translação (J)
	0,0455
	0,1562
	Energia Cinética de Rotação (J)
	0,0373
	0,0781
	Energia Cinética Total (J)
	0,0828
	0,2343
	Energia Potencial Gravitacional Inicial (J)
	0,0886
	0,2416
	Diferença percentual entre a Energia Cinética Total e a Energia Potencial Inicial em relação a esta (J)
	93%
	97%
 Tabela 3 - Resultados do experimento.
Dados:
	ΔS (mm)
	240
	α (graus)
	20
	Δh = ΔS.SEN(α)
	82,08
	S1 (mm)
	60
	S2 (mm)
	300
	α (rad)
	0,35
	g (m/s²)
	9,81
	h (m)
	0,08
 Tabela 4 - Dados adicionais.
Com base nos resultados obtidos neste experimento pode se afirmar que houve uma transformação de energia potencial em cinética neste processo e a energia cinética tem duas formas; energia cinética de rotação e energia cinética de translação e uma parte da energia é transformada em outras formas de energia fora do nosso sistema como por exemplo energia térmica. Pôde se observar ainda que para este experimento foi necessária mais energia para atingir velocidade de translação do que de rotação.
aTIVIDADE PRÁTICA 2.
Equilíbrio estático é a condição em que a resultante das forças e a soma dos momentos das forças, ou torques, são nulas. Quando na situação de equilíbrio estático, os corpos encontram-se em repouso.
Para o segundo experimento teremos como objetivo verificar o equilíbrio estático de uma balança com a aplicação de pesos de massa desconhecida e deslocando o contrapesa até a distância onde o pondo de equilíbrio se dá. Sabendo que a distância do eixo de rotação do prato é de 14,5cm para todos os casos, temos as seguintes medidas:
	
	Distância do contrapeso ao eixo de rotação (cm)
	Peso1
	10,1
	Peso2
	8,7
	Peso3
	7,9
	Peso4
	7,3
 Tabela 5 - Dados do experimento.
Calculo.
Logo;
	Massa Peso1
	0,148kg
	Massa Peso2
	0,1kg
	Massa Peso3
	0,072kg
	Massa Peso4
	0,052kg
 Tabela 6 - Massas dos pesos.
ATIVIDADE PRÁTICA 3.
A Hidrostática é área da Física que estuda as propriedades dos fluidos em repouso. Entre as propriedades físicas dos fluidos, podemos destacar como as mais importantes: densidade, pressão e força de empuxo. Entendemos como fluidos as substâncias capazes de assumir o formato de seu recipiente, mudando sua forma sob a ação de alguma força externa.
O empuxo, por sua vez, é a força que todo fluido exerce sobre os corpos nele imersos. A força de empuxoé responsável por expelir as bolhas de gás de bebidas gaseificadas. Além disso, faz com que uma cortiça, um navio ou um cubo de gelo flutue sobre a água. A força de empuxo é descrita pelo Teorema de Arquimedes, e sua unidade é o newton (N).
O experimento será realizado observando o comportamento de um cilindro quando emerso em um liquido utilizando o princípio de Arquimedes no que tange os conceitos de empuxo analisaremos os resultados do experimento.
Dados: 
	Peso do cilindro
	0,9091N
	Peso aparente do cilindro
	0,4184N
	Peso cilindro transparente cheio 
	0,9011N
	Densidade do fluido
	1,2kg/m³
	Temperatura
	20°C
	Gravidade
	9,81m/s²
 Tabela 7 - Dados do experimento.
Logo;
Com base no resultado acima é possível identificar o volume do cilindro, uma vez que este é igual ao volume do fluido deslocado.
Após a realização do teste hidrostático; foi observado o efeito da força de empuxo que age quando o corpo está submerso em um fluido está em equilíbrio, causado pelo empuxo; onde o corpo tende a descer devido ao seu próprio peso.
O efeito da força de empuxo depende da força fornecida ao corpo sólido e da variação do volume; considerando seu peso aparente. Se um corpo for submerso a uma profundidade maior, isto aumentará a força de empuxo do líquido, fazendo com que diminua o peso aparente do corpo.
Neste trabalho experimental, conseguiu-se observar que cada vez que a profundidade aumenta, afeta a pressão do corpo que está submerso, pois a densidade é influenciada no próprio sólido.
 
ATIVIDADE PRÁTICA 4.
Dilatação térmica linear é um fenômeno em que um corpo de formato alongado sofre um aumento em seu comprimento por conta de um aumento de temperatura. A dilatação sofrida por um corpo depende de fatores como a variação de temperatura sofrida e o coeficiente de dilatação característico de cada substância.
Dados: 
	Material
	Tо (°C)
	ΔL (mm)
	T(°C)
	ΔT (°C)
	α (°C⁻¹)
	Cobre
	25
	60
	97,5
	72,5
	0,001655172
	Latão
	25
	69
	97,5
	72,5
	0,001903448
	Aço
	25
	39
	97,5
	72,5
	0,001075862
 Tabela 8 - Resultado do experimento.
Considerando a formula ΔL = Lо.α.ΔT segue cálculo do coeficiente de dilatação dos corpos de prova.
	Cobre:
	Latão:
	Aço:
Abaixo representada a tabela com coeficiente de dilatação extraída do livro da disciplina sendo possível observar que os valores obtidos no experimento são semelhantes aos valores da tabela, levando em consideração a margem de erro do experimento.
 
 Figura 1 - Coeficiente de dilatação. Livro da disciplina pg. 204.
Representação gráfica do experimento:
 Gráfico 1 - Representação grafica do coeficiente de dilatação.
CONCLUSÃO
Nas atividades propostas neste relatório podemos analisar situações com a qual iremos nos deparar em nosso dia a dia como profissionais, foi possível a utilização das ferramentas utilizadas nas disciplinas para a resolução dos problemas propostos.
O experimento proposto nos possibilitou observar e aplicar as leis fundamentas da física podemos assim observar a atuação das diversas forças que atuam na natureza em nosso cotidiano, podemos observar o trabalho das energias em um sistema fechado e validamos alguns conceitos aprendido como por exemplo o princípio de Arquimedes.
Levando-se em conta o que foi posto em pratica com esta atividade, percebe-se quanto o relatório de aula pratica contribuiu para a formação do aluno, que deve conhecer a teoria e a prática da implementação de algoritmos na resolução de problemas do cotidiano. Assim, a teoria-prática dessas atividades propostas consolidam os conteúdos aprendidos da disciplina.
REFERÊNCIAS
FRÓES, André Luís Delvas. Física geral e experimental: energia. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2016.
MELO, Pâmella Raphaella. "Energia potencial gravitacional"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional-elastica.htm. Acesso em 13 de maio de 2023.
HELERBROCK, Rafael. "Energia cinética"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm. Acesso em 13 de maio de 2023.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física: gravitação, ondas e termodinâmica. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. v. 2.
 Robert Resnick, David Halliday e Kenneth S. Krane. Física 2, Quinta edição. Editora LTC. Gaspar Alberto. Física Série Brasil, 1ª edição. Editora Ática]
Coeficiente de dilatação.
Cobre	25	60	Latão	25	69	Aço	25	39	
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