FIS01181 EXPERIMENTO 2 – Segunda lei de Newton

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O objetivo deste experimento é verificar a segunda lei de Newton analisando o movimento de translação de um corpo sobre um plano horizontal, ao variar a força resultante, embora mantendo constante a massa total do sistema. Não queremos utilizar a segunda lei para realizar cálculos aqui; queremos determinar os valores de aceleração a partir do experimento e então verificar se a segunda lei de Newton se aplica ao movimento observado.

O trilho é colocado junto a uma das extremidades da mesa, de forma que a massa suspensa, que traciona o carrinho sobre o trilho, possa cair até o chão. Dois disparadores óticos são utilizados para medir, em diferentes casos, os tempos que o carrinho leva para percorrer uma distância conhecida, partindo do repouso. Sabendo-se que o

movimento é uniformemente variado, estes tempos permitem calcular a aceleração do sistema em cada caso.

• Posicione os sensores óticos a uma distância de aproximadamente 50 cm um do outro (use a escala de distância do trilho), tomando o cuidado de que a massa suspensa não toque nem na roldana nem no chão para este intervalo e de que os sensores não estejam posicionados muito próximos dos anteparos magnéticos.

• Ajuste o cronometro digital no modo PULSE, precisão de 1 ms e com a memória ON. • Posicione o carrinho na frente do primeiro sensor, de maneira que a fita de papel presa na régua sobre o

carrinho esteja na iminência de disparar o sensor (para ter velocidade inicial aproximadamente nula).

Suspenda m = 50 g (incluindo a massa do gancho, que vale 10 g) ao fio. Observe que a massa do SISTEMA deve ser mantida constante e igual à massa do carrinho mais 0,05 kg. Meça três vezes o tempo de movimento do carrinho entre as posições inicial e final, partindo do repouso. Variando a massa m entre 0,05 e 0,01 kg (ver tabela) meça os tempos de movimento do carrinho para cada caso. Para manter a massa do sistema constante, cada massa suspensa removida do gancho deve ser colocada sobre o carrinho (use fita adesiva para fixa-las). Calcule a aceleração do sistema em cada

caso, através da relação do movimento com aceleração constante e velocidade inicial nula: � � 2∆� �̅�⁄ . Faça o gráfico da aceleração (eixo vertical) em função do peso suspenso (eixo horizontal), trace a reta que melhor representa o conjunto de pontos, determine a equação da reta (a partir do gráfico, não da tabela) e interprete o resultado obtido para a declividade da reta.

m (kg) t1 (s) t2 (s) t3 (s) �̅ (s) a (m/s2) m.g (N) 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01

Use uma balança para medir a massa do carrinho Mcar. Calcule a massa do SISTEMA em quilogramas (Mcar + 0,05) e compare este resultado com o inverso da declividade da reta. O que você conclui?

FIS01181 EXPERIMENTO 2 – Segunda lei de Newton

GRÁFICO a (m/s2) VS m.g (N)