CENTRO DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE MECÂNICA E ENERGIA Física Teórica e Experimental I – Professora Erica Monteiro Diogo Lançamento de projétil 1. Introdução Existem três tipos de lançamentos: o vertical, o horizontal e o oblíquo. No primeiro, o corpo tem movimento apenas na direção vertical; no segundo, o movimento ocorre na horizontal e na vertical, mas a velocidade inicial tem apenas componente horizontal. Já no terceiro, tanto o movimento quanto a velocidade inicial têm componentes horizontal e vertical. Será estudado aqui o lançamento horizontal. Na direção horizontal, o movimento é retilíneo uniforme; e na direção vertical o movimento é uniformemente acelerado. 2. Objetivos - Determinar o alcance de um lançamento horizontal; - Determinar a velocidade de lançamento através do alcance; - Montar as equações do movimento; -Verificar se a massa do projétil interfere no lançamento; - Montar os gráficos de x e y em função do tempo e de y em função de x. 3. Material utilizado - Rampa de lançamento; - Esfera de aço; - Esfera de vidro; - Folha branca com papel carbono; - Régua; - Compasso; - Balança; - 3 folhas de papel milimetrado. 4. Procedimentos experimentais 1. Nivele horizontalmente a base da rampa para que não haja componente vertical da velocidade no lançamento. 2. Marque no papel, utilizando o prumo, a posição onde a esfera deixa a rampa e denomine-a x0. 3. Meça a massa da esfera com a balança. 4. Coloque a esfera de metal na posição 5 da rampa e a abandone. 5. Marque a posição onde a esfera atingiu o papel. Anote a distância desta posição até o ponto x0 na Tabela 1. 6. Repita os procedimentos 3 e 4 por cinco vezes. 7. Com um compasso, determine o menor círculo que contenha todas as marcas dos lançamentos realizados. Marque também o centro do círculo que foi utilizado. O raio deste círculo fornece a imprecisão máxima medida em cada lançamento. Anote a distância do centro do círculo até o ponto x 0 (valor médio do alcance) e o raio do mesmo (imprecisão do alcance). 8. Meça a altura a partir da qual a esfera abandona a rampa. 9. Escolha mais duas posições ao longo da rampa e repita os procedimentos 3 a 8. 10. Utilize a esfera de vidro e repita os procedimentos de 3 a 7. 5. Medidas - Posição x0: ___________. - Massa da esfera de metal: - Altura do fim da rampa: ________________. ___________. - Massa da esfera de vidro: ___________. Tabela 1 – Esfera de metal. Lançamentos Posição 1º (m) 2º (m) 3º (m) 4º (m) 5º (m) Média (m) Alcance médio (m) Imprecisão (m) Alcance médio (m) Imprecisão (m) 5 Tabela 2 – Esfera de vidro. Lançamentos Posição 5 1º (m) 2º (m) 3º (m) 4º (m) 5º (m) Média (m) 6. Resultados I. Compare a média do alcance calculada com o valor medido através do círculo para todos os lançamentos. Eles são próximos? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ II. Utilizando a equação abaixo e a altura da qual a esfera abandona a rampa, calcule o tempo de queda da esfera. Este tempo é o mesmo para todas as posições de abandono? y gt 2 2 ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ III. Determine a velocidade horizontal vx para cada lançamento utilizando as médias dos alcances. Esfera de metal Posição Alcance médio (m) Velocidade horizontal (m/s) 5 Esfera de vidro Posição Alcance médio (m) Velocidade horizontal (m/s) 5 A altura da posição de abandono influencia na velocidade horizontal e no alcance? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ IV. Compare o valor dos alcances para a esfera de metal com os obtidos para a esfera de vidro. A massa faz diferença no alcance? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ V. Quais são as equações que podem ser usadas: a) na direção horizontal:______________________________________________________ b) na direção vertical:________________________________________________________ ________________________________________________________ VI. Faça gráficos de x e y em função do tempo e de y em função de x. Que tipo de gráfico foi encontrado em cada um dos casos? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 7. Referências bibliográficas Lançamento de projétil. Roteiro para as práticas de Física Teórica e Experimental I, Departamento de Mecânica e Energia, Universidade Estadual do Rio de Janeiro. Determinação da velocidade de lançamento através do alcance. Roteiro para as práticas de Física Teórica e Experimental I, Departamento de Mecânica e Energia, Universidade Estadual do Rio de Janeiro. EMETÉRIO, Dirceu; ALVES, Mauro Rodrigues. Práticas de Física para Engenharias. Editora Átomo. Campinas SP, 2008.