Relatorio de Experimento - Lancamento de Projeteis e Movimento Bidimensional

UNIVERSIDADEFEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO CENTRO MULTIDISCIPLINAR DEPAU DOSFERROS DEPARTAMENTODECIÊNCIASEXATASENATURAIS LABORATÓRIO DE MECÂNICA CLÁSSICA Profª Thatyara Freire de Souza O experimento do lançamento de projéteis ou lançamento oblíquo ou ainda lançamento horizontal é um experimento clássico no estudo da cinemática LANÇAMENTO DE PROJÉTEIS O objetivo principal deste experimento é estudar o movimento bidimensional no campo gravitacional terrestre A método explorado será o de lançamento horizontal de projeteis Para executar este experimento o estudante deverá colocar em prática seus conhecimentos conservação energia e de cinemática básica Ao final deste experimento esperase que o estudante seja capaz de compreender que o movimento bidimensional pode ser decomposto em duas direções ortgonais x e y No experimento temos uma esfera metálica a ser abandonada em um trilho encurvado de certa altura acima do ponto do lançamento em que a esfera perde o contato com o trilho e segue em queda atingindo uma distânciaalcance horizontal sobre a bancada Duas situações podem ser levadas em consideração desprezar ou considerar a energia cinética de rotação associada ao movimento da esfera enquanto desce pelo trilho Para isso consideramos a lei de conservação da energia mecânica entre os pontos inicial H e y e as equações horárias de lançamento de um projétil no plano entre os pontos x0 e x Qual o melhor modelo para descrever esta situação É possível considerar o rolamento como sendo um deslizamento movimento de translação da esfera sem levar em conta o movimento de rotação Para responder a estas perguntas utilizaremos os seguintes conceitos Conservação da energia mecânica no campo gravitacional Energia potencial gravitacional Energia cinética de translação Energia cinética de rotação Energia no movimento de rolamento e a condição para o rolamento Movimento em duas dimensões num plano vertical após a esfera ser lançada horizontalmente do trilho Em verdade estamos usando a expressão alcance no sentido do senso comum Seria mais adequado usarmos a expressão distância percorrida Em Física o conceito de alcance está relacionado com a distância percorrida quando o objeto sobe e desce voltando à mesma altura do ponto de lançamento A3 Como podemos analisar qual será o melhor modelo teórico para descreve o movimento da esfera Faça uma previsão inicial e no final da atividade julgue se a sua previsão estava correta ou não e por que Sobre a sua bancada encontrase uma rampa de lançamento de onde uma esfera deverá ser largada Pelos resultados das duas equações anteriores precisamos obter as medidas de y e H conforme a figura Meça e anote o valor da altura y da extremidade da rampa até a bancada Com o fio de prumo identifique no papel branco o ponto 0 a partir do qual será medido o alcance horizontal da esfera quando ela for lançada Para cada altura H repita dez vezes o procedimento de soltar a esfera de modo que ela caia na folha de carbono colocada sobre o papel branco fixado na mesa deixando neste as marcas dos pontos de impacto Encontre a média de A o desvio padrão de A σA e preencha a tabela Identifique as marcas como as distâncias horizontais percorridas para cada altura H Meçaas e anote os resultados na tabela O valor médio e o desvio padrão podem ser obtidos como mostra o quadro abaixo Ou seja utilizando o recurso de medir o raio do círculo que engloba os pontos experimentais para obter o desvio padrão E medindo a distância do centro do círculo ao ponto de lançamento para determinar o valor médio do alcance para cada uma das alturas Veja Compare o resultado obtido anteriormente para o valor médio e o desvio padrão com o seguinte A partir da última tabela faça um gráfico contendo o alcance previsto pelo modelo teórico com rotação em função da altura No mesmo gráfico inclua sobreponha a curva do alcance previsto pelo modelo teórico com a rotação em função da altura H E também adicione a curva para os alcances obtidos experimentalmente para cada altura A4 Pelo resultado do gráfico você poderá identificar qual modelo teórico mais se aproxima dos resultados experimentais Por que estamos utilizando a palavra aproxima e não coincide expresse sua resposta em função do significado do termo modelo teórico A5 De que forma podemos inserir a barra de erro desvio padrão em torno dos pontos do gráfico A6 Analisando as curvas identifique qual dos modelos teóricos melhor descreve a experiência realizada justificando a sua escolha A7 Avalie os seus resultados experimentais Tabela 1 Valores experimentais Tabela 2 Valores obtidos a partir dos modelos teóricos para ASR e ACR e o resultado experimental Após inserir as três curvas que representam os dados experimentais e os dois modelos teóricos em um mesmo gráfico você deverá encontrar algo parecido com o gráfico abaixo Gráfico do Alcance versus altura de lançamento y 0 10 20 30 40 50 60 Alcance cm Altura y cm A ASR ACR Após a inserção da barra de erros o seu gráfico ficará como mostrado abaixo Observação É possível que você não consiga visualizar imediatamente a barra de erros no seu monitor Isso se deve ao fato de os valores de desvio padrão serem pequenos se comparados à escala utilizada no gráfico Se isso ocorrer utilize o zoom do Excel para tentar visualizála