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Atividade de aula pratica de física geral( portfolio) Diretamente da faculdade: ANHANGUERA DO ALUNO: Fernando Arthur de Sousa Leite Sumário Introdução........................página 1 Etapa 1.............................página 1 até 3 Etapa 2.............................página 4 Etapa 3.............................página 5 até 6 Etapa 4.............................página 7 até 8 Conclusão........................página 8 INTRODUÇÃO Utilizando-se do laboratório virtual ALGETEC, com o objetivo de simular situações que deem base e exemplo prático de como caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade e aceleração média. Além de entender e identificar os tipos de colisões e suas principais características, compreendendo e comprovando a transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética(esclarecendo dessa forma, o princípio da conservação de energia mecânica). E por último, descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo, determinando o calor específico e capacidade térmica. Etapa 1 . Objetivo: Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade média e aceleração média de um objeto em movimento. Ajustes no experimento: · Nivelando a base: clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção “nivelar base”. · POSICIONANDO o imã: arrastei o imã até a indicação em vermelho no plano indicado. · Posicionando o fuso elevador : clicando sobre o fuso e arrastando-o para a posição destacada em amarelo( regulando a inclinação da rampa para 10° por meio do fuso) · Posicionando o sensor: colocando o sensor em 300 mm na régua. O sensor será utilizado para medir o tempo decorrido no movimento do carrinho. · Ligando o multicronometro: acessando a câmera “cronômetro”, conectei a fonte de alimentação do multicronometro na tomada. Clicando com o botão “reset” para voltar a seleção de funções, e depois selecionei uma das funções disponíveis nos botões azuis. · Conectando o cabo: ao conectar o cabo do sensor na porta S0 do multicronometro, estabelece uma conexão adequada. Resultados: Ao realizar o experimento com as seguintes instruções · Posicionando o cilindro oco próximo ao bloco de madeira · Deixar que o cilindro inicie seu movimento · Verificar o valor da velocidade linear apresentando o sensor Com isso temos: Velocidade linear(m/s) cilindro oco. Cilindro maciço. Descida 1. 52 m/s. 49 m/s. Descida 2. 53m/s. 48 m/s. Descida 3. 52 m/s. 48 m/s. Média. 52 m/s. 48 m/s. Dados dos cilindros sendo: Cilindro oco: cilindro maciço: 0,110kg( massa) 0,300 g 0,4 mm (diâmetro interno) — 0,5 mm (diâmetro interno) 0,5 mm A diferença entre o valor da energia potencial inicial e a energia cinética total quando o cilindro passa pelo sensor: As mudanças surgem na quantidade de energia associada à posição de um objeto em relação a algum ponto de referência e dependente da altura do objeto em relação a esse ponto de referência e de outros fatores. A energia cinética por sua vez é a energia associada ao movimento de um objeto e depende da massa e da massa do objeto. Tendo em mente esses conceitos, no momento em que o cilindro é liberado do ponto mais alto do plano e começa a rolar, sua energia é convertida em energia cinética, aumentando sua velocidade. A medida que a altura diminui, a energia diminui também; no ponto maus baixo da trajetória toda a energia potencial inicial é convertida em energia cinética máxima. Etapa 2. Objetivo: Compreender os processos de transformação da energia na descrição de um movimento, levando em conta o princípio de conservação de energia. Ajustes no experimento: · Nivelei a base usando o nível bolha · Ajustes na posição do sensor para a distância desejada e coloco na posição 300mm da régua. · Para a regulação da inclinação da rampa, utilizo o fuso elevador. · Clico com o botão direito sobre o fuso e seleciono a opção “girar fuso”, altero a inclinação do plano para 20°. · Ligo o multicronometro. Etapa 2.1 Ensaiando o corpo de prova OCO Posicionando o corpo de prova oco no plano indicado e verificando os resultados no display do multicronometro, clicando sobre o botão azul, também verifico o resultado da velocidade linear no intervalo. Repito por fim a situação 3 vezes com o botão azul central. Para o corpo da prova oco 1° vez: T=0,055. Vm=0.909090909090909 m/s 2° vez: T=0.054. Vm=0.925925925925926 m/s 3° vez: T=0.054. Vm=0.925925925925926 m/s Para o corpo de prova maciço 1° vez: 0,048. VM=1.04166666666667 m/s 2° vez:0,047. VM=1.06382978723404 M/S 3° vez :0,05. VM= 1 m/s Conclusões: Comparando os corpos de prova ocos e maciços, observa-se que os corpos de prova maciços tem velocidade lineares maiores que os de corpo de prova oco em todas as mediações. Isso indica que os corpos de prova maciços caíram mais rapidamente ao longo do plano inclinado. Etapa 3. Objetivo: Indentificar os tipos de colisões presentes em uma situação, quais as características e propriedades descritas, bem como a conservação de energia. Ajustes no experimento: · Colocando o cilindro sobre a mesa · Calibrando o dinamômetro · Posicionando o cilindro embaixo do recipiente transparente e anotando o valor mostrado pelo dinamômetro. · Posicionando o Bequer embaixo do dinamômetro · Abaixando novamente o dinamômetro e anotando o novo valor mostrado por ele. · Calculando o empuxo atuando sobre o cilindro · Calculando o volume do cilindro e comparando com o valor dado. Etapa 3.1 — lançamentos horizontais Para a realização do experimento, moveu-se um papel ofício para colocá-lo sob o lançador( utilizando a opção “colocar sobre o lançador”). Em seguida, posicionou-se o papel carbono sobre a folha de papel ofício( na opção “colocar sobre o papel”). Para promover os lançamentos horizontais, colocou-se a esfera metálica 2 no lançamento. Depois coloquei a esfera no lançador e escolhi a opção de altura 10mm. Ao realizar o lançamento, observou-se que a esfera entrava em contato com o papel carbono, deixando uma marca na folha de papel ofício, e retornava a sua posição inicial. Etapa 3.2— encontrando as massas(colisões) A esfera metálica 1 foi movida para a balança com a opção “colocar na balança”. Posteriormente a esfera foi retomada para sua posição inicial, em seguida, a esfera metálica 2 foi movida para a balança da mesma forma. Para promover as colisões a esfera foi colocada no lançador, com a esfera metálica 1 posicionada na altura 0mm e a esfera 2 na altura 10mm. Com isso temos: · O alcance médio horizontal para o lançamento=28,4 cm Com a medição da velocidade da esfera metálica quando ela perde contato com a rampa: sendo tempo de queda=(t) (t)= 0,14 s Velocidade na direção vertical (vy) Vy= 1.4 m/s Velocidade na direção horizontal(vx): Vx= 2.03 m/s Observação: a primeira esfera produz a circunferência mais a direita da folha, uma vez que é lançada após a queda. Já a 2 esfera produz circunferência mais a esquerda da folha. Etapa 4 Objetivo: compreender os fenômenos decorrentes da troca de energia térmica entre corpos. Ajustes no experimento: · Selecionando o corpo de prova de cobre com 500mm de comprimento. · Medindo a temperatura inicial e movido o corpo de prova para a base. · Arrastando o bastante até a posição zero da escala. · Travando o batente · Zerando o relógio comparador · Ligando o sistema de aquecimento Etapa 4.1 O aquecimento da água foi aguardado até atingir aproximadamente 80°. Logo após isso, o sistema de aquecimento foi desligado e com isso selecionei a opção “medir o calorímetro” a temperatura inicial foi anotada.Também foi realizado a adição de água ao calorímetro, que para acelerar a troca térmica entre o calorímetro e a água foi necessário usar a opção “agitar conteúdo”. Etapa 4.2 (adicionando água ao béquer · Transferi 100ML de óleo para o béquer( com a opção “despejar no béquer) · Medi a massa do óleo através da câmara “balança” que estava na forma correta. · Colocando o béquer sobre o sistema de aquecimento, e acessando a câmera “aquecimento” liga-se o sistema de aquecimento. · Mede-se a temperatura de aquecimento do óleo e “agitando o conteúdo” para acelerar a troca térmica. · Por fim, desmontou-se o experimento. Com os resultados sendo: C=capacidade térmica do calorímetro M=massa de água T¹=temperatura da água quente Tf=temperatura final de equilíbrio do sistema Tc= temperatura do interior do calorímetro M1= 102.42 g C= 1cal/g °C Temperatura inicial do calorímetro=25.3°C Temperatura final do equilíbrio do sistema=75.8°C Temperatura no interior do calorímetro= 80.9°C C= 1016.63 cal°/C Conclusão: no decorrer dos 4 experimentos, pude me aprofundar melhor nessas 4 áreas da física que são tão difundidos e importantes. Espero que com esse trabalho e em minhas palavras meu entendimento seja compreendido pelo meu avaliador, que nos últimos dias me dediquei profundamente a compreensão de tais conceitos. Ademais, a existência do laboratório virtual ALGETEC sem dúvida foi um grande facilitador para a elaboração dessas situações. A compreensão dos princípios básicos mas complexos nos seus detalhes, elevou e me relembrou da beleza da história de como surgiram tal compreensão destes(que infelizmente não deu tempo de incluir).