Físicamente: maio 2017

terça-feira, 30 de maio de 2017

Idéias para o projeto de física mecânica

https://www.youtube.com/watch?v=t10gPpDrTG8

segunda-feira, 29 de maio de 2017

3ª Lei de Newton

Impulso= Área
I= ∫ F.dt
I= ∑Δp.Δt
Δt
I= P(depois) - P(antes)
P(total antes)= P(total depois0

Forças internas

P(antes) = m1 x v1(antes)

P(depois)= m1 x v1(antes)

m1 x v1(antes)= m1 x v1(antes)

A partir da análise do vídeo sobre colisões Tracker (arquivo disponível no blog) determinamos os seguintes dados:

v1(antes) = 61,46 cm/s

v2(antes)= -4,09 cm/s

m= 48g (igual para todas)

P(total antes)= m1v1A+m2v2A

= 48 x 61,46 + 48 x (-4,09)

= 2950,08 - 196,32

= 2753,76

v1(depois)= 17,75 cm/s

v2(depois)= 39,58 cm/s

m= 48g (igual para todas)

P(total depois)= m1v1D + m2v2D

= 48 x 17,75 + 48 x 39,58

= 852 + 1899,84

= 2751,84

P(total depois) deveria ser igual ao P(total antes)

D%= |Antes - Depois|

|Antes|

D%= | 2753,76 - 2751,84| = 1,92 = 0,0192%
|100 | 100

Leis de Newton

1ª Lei de Newton- Lei da Inércia.
Se a resultante das forças externas que atuam sobre uma partícula é nula, então a partícula estará em repouso ou em MRU. Matematicamente:

∑Fext = 0 ⤇ MRU/Repouso.

2ª Lei de Newton- Princípio Fundamental da Dinâmica.

Se a resultante das forças externas sobre uma partícula não é nula, então a quantidade de movimento (momento linear ou momentum) da partícula irá variar na mesma direção e sentido da força resultante. Matematicamente:

∑Fext= F≠0

Ou, a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:

3ª Lei de Newton- Princípio da Ação e Reação.

A cada ação sempre se opõe uma reação igual e oposta, ou seja, as ações mútuas entre dois corpos são sempre iguais e dirigidas para partes contrárias.

domingo, 21 de maio de 2017

Análise de um pêndulo simples no Tracker

Dados:

h (altura) = 18,64
vx (velocidade)= 1,949E2
m(massa)= 1,00 kg

Em= Ep+Ec

Ep= m.g.h

Ec= 1/2. m, v²

Altura corresponde ao valor de Y no primeiro ponto:

Valor da velocidade (vx) mostrada no gráfico do canto direito:

Ep=m.g.h

Ep=1.(980 cm/s²).(18,64cm)=

Ep= 18.267,2 (aproximadamente)

Ec= 1/2. m. (vx)²

Ec= 1/2. 1.(1,949.10²)²

Ec= (1,949.10²)²/2

Ec= 3,798601.10^4/2

Ec=1,8993005.10^4

Ec=18.993,005 (aproximadamente)

Em=Ep+Ec= contante

1.Y=18,64; VX= 0 => Em= Ep

2. Y= 0; X= 0; VX= 1,949E2 => Em=Ec

Ep=Ec

Link que contêm o arquivo do pêndulo no tracker:

https://drive.google.com/open?id=0B08Yi2RE7DggLThHa1hWaEp2VVk

Link do vídeo utilizado para obtenção de dados:

https://drive.google.com/open?id=0B08Yi2RE7DggVk9NSU9HSHA2ZkE

quinta-feira, 18 de maio de 2017

Pêndulo simples

Pêndulo simples

Pêndulo simples é um dispositivo que consiste numa massa puntiforme pressa a um fio inextensível que oscila em torno de um ponto fixo. E é utilizado em estudos sobre Força peso e movimento oscilatório.

O movimento de um pêndulo simples envolve basicamente uma grandeza chamada período (T) que é o intervalo de tempo que o objeto leva para percorrer toda a trajetória, ou seja, voltar para sua posição inicial, visto que o movimento pendular é periódico.

Temos também o frequência (f ), que é o número de vezes que o objeto percorre a trajetória pendular num intervalo de tempo específico, ou seja, o inverso do período. Matematicamente expresso assim: (f=1/T) onde f é dado em Hz e T em s.

Energia mecânica, aula 09/05/17

Energia mecânica

Energia mecânica pode ser definida como a capacidade de realizar trabalho. Ou também como a soma da energia cinética (Ec) produzida pelo movimento dos corpos com a energia potencial, que pode ser gravitacional (Epg) ou elástica (Epe), produzida por meio da interação dos corpos relacionada com a posição dos mesmos.

Energia cinética: é a forma de energia que os corpos em movimento possuem. Ela é proporcional à massa e à velocidade da partícula que se move. Expressa matematicamente assim:

m= massa, dado em kg

v= velocidade, dado em m/s

Ec= energia cinética, dado em Joule (J)

Energia potencial: é a energia que pode ser armazenada em um sistema físico e tem a capacidade de ser transformada em energia cinética.Conforme o corpo perde energia potencial ganha energia cinética ou vice-e-verso.

Energia potencial gravitacional: é a energia que corresponde ao trabalho que a força Peso realiza. É obtida quando consideramos o deslocamento de um corpo na vertical, tendo como origem o nível de referência, por exemplo: o solo.

Energia potencial elástica: A energia potencial elástica é o tipo de energia mecânica armazenada em virtude da deformação de um material elástico. Ao comprimir ou esticar um corpo elástico, como uma mola, há a tendência do material de voltar à posição ou formação original. Sendo assim, podemos dizer que há uma energia guardada ou armazenada na deformação de materiais elásticos.

Nessa equação, temos:

E_pe = Energia potencial elástica (J);

k = Constante elástica (N/m);

x = Deformação sofrida pelo material elástico (m).

terça-feira, 16 de maio de 2017

Link do vídeo teste de lançamento oblíquo

https://youtu.be/mGVZ76Ixy7w

Proposta de atividade p/ os alunos

Aceleração da gravidade

Objetivo da atividade

Determinar a aceleração da gravidade a partir de outros métodos e com base no que foi publicado no blog;
Relatar o resultado obtido, matematicamente e com clareza;
Responder as seguintes questões sobre aceleração da gravidade.

Obs: as questões devem obter cálculos, caso contrário, os resultados não serão aceitos.

Questões

(PUC RJ/2006) Um objeto é lançado verticalmente, do solo para cima, com uma velocidade de 10 m/s. Considerando g = 10 m/s², a altura máxima que o objeto atinge em relação ao solo, em metros, será de?
Uma esfera é lançada verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 35 m/s. Sabendo que g = 10 m/s², a altura máxima que a bola atinge é?
Com os dados da questão anterior, determine: a) o tempo gasto pela esfera para atingir altura máxima; b) o tempo gasto pelo corpo para retornar ao solo; c) a velocidade ao chegar ao solo.
1 – Um corpo é lançado do solo verticalmente para cima, com velocidade inicial de 30 m/s. Desprezando a resistência do ar e admitindo g = 10m/s², calcular:
a) o tempo gasto pelo corpo para atingir a altura máxima;
b) a altura máxima atingida em relação ao solo;
c) o tempo gasto pelo corpo para retornar ao solo.
d) a velocidade ao chegar ao solo.

Leia mais: http://matefisica.webnode.com.br/news/exercicios%20%3A%20acelera%C3%A7%C3%A3o%20da%20gravidade/

1 – Um corpo é lançado do solo verticalmente para cima, com velocidade inicial de 30 m/s. Desprezando a resistência do ar e admitindo g = 10m/s², calcular:
a) o tempo gasto pelo corpo para atingir a altura máxima;
b) a altura máxima atingida em relação ao solo;
c) o tempo gasto pelo corpo para retornar ao solo.
d) a velocidade ao chegar ao solo.

Leia mais: http://matefisica.webnode.com.br/news/exercicios%20%3A%20acelera%C3%A7%C3%A3o%20da%20gravidade/

1 – Um corpo é lançado do solo verticalmente para cima, com velocidade inicial de 30 m/s. Desprezando a resistência do ar e admitindo g = 10m/s², calcular:
a) o tempo gasto pelo corpo para atingir a altura máxima;
b) a altura máxima atingida em relação ao solo;
c) o tempo gasto pelo corpo para retornar ao solo.
d) a velocidade ao chegar ao solo.

Leia mais: http://matefisica.webnode.com.br/news/exercicios%20%3A%20acelera%C3%A7%C3%A3o%20da%20gravidade/

segunda-feira, 15 de maio de 2017

Determinar a aceleração da gravidade através de um lançamento oblíquo

Universidade Federal do Amazonas

Instituto de Ciências Exatas

Departamento de Física

Lançamento Oblíquo ocorre quando um objeto é arremessado à partir do solo, formando um determinado ângulo em relação à horizontal. Nesse tipo de lançamento, o movimento dos objetos é composto por um deslocamento da vertical e outro horizontal. Assim, ao mesmo tempo em que o objeto vai para frente, ele sobe e desce.

A partir do conhecimento de decomposição vetorial, podemos escrever que:

Em relação ao deslocamento vertical, o movimento executado pelo corpo na vertical está sob influência da aceleração da gravidade. Assim, ele pode ser classificado como um MRUV. E a partir da equação de Torricelli, é possível determinar a altura máxima que o objeto atinge. Mas o fato de o movimento ser ascendente e o vetor da aceleração da gravidade apontar na vertical para baixo, o sinal é negativo. Podendo ser escrita dessa forma:

Para determinar a altura máxima do objeto durante o lançamento, temos que:

No deslocamento horizontal, o corpo não sofre influência de aceleração, por isso, o movimento é classificado como retilíneo e uniforme. E a partir da equação horária do MRU, podemos definir o alcance horizontal do objeto.

Como determinar a aceleração da gravidade com o movimento oblíquo?

Para determinar a aceleração da gravidade, primeiramente gravamos um vídeo de um lançamento oblíquo, onde a trajetória do objeto é uma parábola. Para isso foi necessário materiais simples e acessíveis:

Um objeto, nesse caso uma bola de futebol americano;
Uma câmera com boa qualidade;
Um cenário neutro e que ressaltasse o objeto;
Procurar posicionar a câmera em um lugar fixo para que não interfira na gravação;
Calcular as medidas do cenário escolhido para utilizar como dado;

O lançamento em questão foi definido pela equipe, dentre as opções fornecidas pela professora.Analisamos no software Tracker http://physlets.org/tracker/ (Tutorial passo a passo, disponível no blog) onde aplicamos um vídeo teste ( link disponível no blog ) e assim obtemos os seguintes equações e dados:

Temos que S= So + Vo.t +1/2 gt^2, porém a equação fornecida pelo software é y=Ax^2+ Bt+ C. Portanto, devemos relacioná-las como At^2 → 1/2 g; Bt→ Vot; C→ So.

Os dados obtidos no gráfico foram:

A= -4,383 cm x 10^2 = -0,04383 m x 10^2

B= 3,963 cm x 10^2 = 0,03963 m x 10^2

C= 3,480 cm = 0,03480 m

Dessa forma a aceleração da gravidade, com a equação já manipulada, é definida por: g=2.A= 2. (-0,04383 x 10^2 )= 8,766 m/s^2 ⇒8,7m/s^2

Como já sabemos, o valor da aceleração da gravidade é de aproximadamente 9,8 m/s^2, um valor superior ao obtido no experimento. Nesse caso, não há muita influência da resistência do ar, pois o gráfico obtido em relação a variável X é praticamente um mru. Além disso utilizamos uma bola de futebol americano que possui um formato oval, o que também não permite que a resistência do ar seja um fator principal. O que gerou esse desvio foi os erros ao gravar o vídeo: como o posicionamento da câmera, o enquadramento, o ângulo que estava a câmera e as incertezas de medições.