Al 1.1

Atividade LaboratorialMovimento num plano inclinado:variação da energia cinética e distância percorrida

Trabalho realizado por: Maria Carolina nº 14 Matilde Ferreira nº19 Mariana Gonçalves nº26

Índice

• Objetivo da experiência
• Introdução teórica

• Questões pré-laboratoriais
• Materiais
• Procedimentos

• Cuidados a ter
• Registro de tratamento de dados
• Questões pós-laboratoriais
• Conclusão

OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

Esta experiência tem como objetivo estabelecer a relação entre a variação da energia cinética e a distância percorrida num plano inclinado e utilizar processos de medição e de tratamento estatístico de dados.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

A realização da atividade laboratorial proposta irá permitir estudar o movimento de um corpo que percorre diferentes distâncias ao longo de um plano inclinado. A determinação da velocidade de um carrinho no final de uma rampa, após ter sido abandonado com velocidade nula de diferentes alturas relativamente à base da rampa, permitirá estabelecer a relação entre a variação da energia cinética e a distância percorrida. Verifica-se que numa descida, à medida que a energia potencial diminui, a energia cinética aumenta e como não há atrito numa descida, toda a energia potencial se transforma em energia cinética.

QUESTÕES PRÉ-LABORATORIAS

Um carrinho, redutível a uma partícula, é largado do cimo de uma rampa

Onde é que o carrinho atingirá maior velocidade: quando vai a meio da rampa ou na sua base? E onde terá maior energia cinética?

Como varia a velocidade do carrinho durante a descida? E a energia cinética?

Que grandezas devem ser medidas para determinar a energia cinética do carrinho?

Que grandeza em estudo se obtém através de uma medição direta?

A distância percorrida é uma medição direta, pois mede-se com uma fita métrica

Para determinar a energia cinética do carrinho é preciso saber a sua massa e a velocidade.

A velocidade e a energia cinética,aumentam durante a descida.

A velocidade e a energia cinética do carrinho têm o seu valor máximo na base da rampa

MATERIAIS

Carrinho com tira opaca na parte superior

Plano inclinado com fita métrica incorporada

Célula fotoelétrica e suporte universal com garra

Balança

Craveira

Cronómetro digital

PROCEDIMENTOS

1. Realizar medições diretas, tais como: a massa do carrinho e o comprimento do seu pino com a ajuda de uma balança e de uma craveira, respetivamente;
2. Colocar a célula fotoelétrica perpendicularmente no final do plano inclinado e o carrinho numa posição distanciada da célula;
3. Largar o carrinho e ler o intervalo de tempo no cronómetro digital. Repetir o procedimento mais duas vezes, para a mesma distância percorrida e obter a média dos intervalos de tempo;
4. Repetir o procedimento anterior para mais quatro distâncias diferentes;
5. Construir uma tabela de dados onde deve constar a distância de cada ponto, o intervalo de tempo e as medições indiretas tais como: a velocidade e a energia cinética;
6. Inserir os dados no menu da estatística da calculadora, em que as distâncias percorridas devem ser colocadas na list 1 e a energia cinética na list 2, obtendo a reta de equação mais adequada .

CUIDADOS A TER

•Identificar erros aleatórios em cada ensaio, como, por exemplo: -Não abandonar o objeto sempre da mesma posição;-Imprimir uma velocidade inicial diferente; -Não se manter a verticalidade do objeto marcador; -A manipulação do material pode alterar ligeiramente a fixação do sensor. -A célula fotoelétrica deve ser colocada perpendicularmente à direção do movimento do carrinho.

REGISTOS E TRATAMENTO DE DADOS

Construir uma tabela de dados onde deve constar a distância de cada ponto, o intervalo de tempo e medições indiretas tais como: a velocidade e a energia cinética;

Inserir os dados no menu da estatística da calculadora, em que as distâncias percorridas devem ser colocadas na list 1 e a energia cinética na list 2, obtendo a reta de equação mais adequada .

QUESTÕES PÓS-LABORATORIAIS

1. Construa uma tabela com dados experimentais de medições diretas e indiretas, das seguintes grandezas: distância percorrida, intervalo de tempo médio, velocidade e variação da energia cinética.

2. Construa um gráfico (de pontos, chamado diagrama de dispersão) da variação da energia cinética em função da distância percorrida sobre o plano.

3. Estabeleça uma relação qualitativa entre as variáveis representadas no gráfico. A variação cinética do carrinho é diretamente proporcional à distância percorrida.

4. Problema: "Um carro e um camião encontram-se parados no cimo de uma rampa. Acidentalmente são destravadose começam a descer a rampa". Qual é a situação de maior perigo? O perigo será o mesmo quer percorram pequenas ou grandes distâncias? Como a posição inicial é a mesma, a velocidade no final da rampa também será a mesma para os dois. No entanto, o camião como tem mais massa irá ter maior energia cinética, logo irá causar mais estragos. Quanto maior for a distância percorrida, maior será a energia cinética, logo haverá maior estragos em grandes distâncias.

CONCLUSÃO

Da análise dos resultados obtidos, podemos concluir que existe uma relação direta entre energia cinética e a distância percorrida pelo carrinho. A partir do gráfico Ec = f (d), podemos verificar que a energia cinética é diretamente proporcional à distância percorrida pelo carrinho. A atividade laboratorial decorreu de acordo com o previsto, pois os resultados obtidos também foram os que se esperavam teoricamente, logo pensamos que se atingiram os objetivos pretendidos.