Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
Índice Remissivo ........................................................................................................................................................................................................ 5
Abertura .................................................................................................................................. 7
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Também dos Direitos Autorais: ......................................................................................................................................................... 7
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Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................... 7
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Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................... 7
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PCN .......................................................................................................................................... 8
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1992.026A_1 ............................................................................................................................ 9
Conheça o conjunto de mecânica dos sólidos com largador eletromagnético. .............................................................................. 9
1992.026_1 ............................................................................................................................. 11
Montagem da rampa para lançamentos. ........................................................................................................................................ 11
• O nivelamento da rampa de lançamento. .................................................................................................................................... 11
• A posição do ponto de apoio. ..................................................................................................................................................... 11
• Como colocar as folhas carbonadas. ........................................................................................................................................... 11
• Como acoplar um largador eletromagnético (acessório opcional). ............................................................................................ 12
O movimento bidimensional parabólico. ........................................................................................................................................ 12
A queda real e a queda livre de um corpo. ...................................................................................................................................... 12
O raio de giração (raio de inércia) e medidas com maior precisão. .............................................................................................. 12
O projétil e o alcance do projétil. ..................................................................................................................................................... 13
A imprecisão máxima da medida do alcance (desvio da medida do alcance). ............................................................................. 13
O alcance médio do projétil. ............................................................................................................................................................ 13
1992.002 ................................................................................................................................. 14
Conheça os dinamômetros analógicos de mola. ............................................................................................................................. 14
• Os cuidados com os dinamômetros. ........................................................................................................................................... 14
O dinamômetro tubular de mola helicoidal. .................................................................................................................................. 14
• O ajuste do zero - zeramento inicial. .......................................................................................................................................... 14
• Como ler na escala do dinamômetro tubular. ............................................................................................................................. 15
O dinamômetro circular de mola espiral. ....................................................................................................................................... 15
1992.026_0 ............................................................................................................................. 16
A correção da diferença volumétrica no cilindro de Arquimedes. ................................................................................................ 16
1032.027A .............................................................................................................................. 17
A vantagem mecânica da roldana móvel. ....................................................................................................................................... 17
• A roldana móvel. ........................................................................................................................................................................ 17
1032.026A .............................................................................................................................. 19
A vantagem mecânica da roldana fixa. ........................................................................................................................................... 19
1
Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
• A roldana. ................................................................................................................................................................................... 19
• A roldana fixa. ............................................................................................................................................................................ 19
1032.030A .............................................................................................................................. 21
A vantagem mecânica da talha exponencial. .................................................................................................................................. 21
• A talha exponencial. ................................................................................................................................................................... 21
1032.031 ................................................................................................................................. 23
A determinação experimental da vantagem mecânica do cadernal paralelo. ............................................................................. 23
• O cadernal paralelo. .................................................................................................................................................................... 23
1032.051 ................................................................................................................................. 25
Condições gerais de equilíbrio estático para um corpo esférico rígido apoiado. ........................................................................ 25
• O corpo rígido. ........................................................................................................................................................................... 25
• As condições para o equilíbrio estático de um corpo rígido. ...................................................................................................... 25
1032.011 ................................................................................................................................. 28
Uma maneira de determinar o tempo médio de reação de uma pessoa. ...................................................................................... 28
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos Autorais Reservados.
1032.013 ................................................................................................................................. 29
O pêndulo simples. ............................................................................................................................................................................ 29
A lei do isocronismo para pequenas oscilações do pêndulo simples. ............................................................................................ 30
• O período do pêndulo simples. ................................................................................................................................................... 30
• A unidade do período no SI. ................................................................................................................................................. 30
• A frequência do pêndulo simples. ............................................................................................................................................... 30
• A unidade da frequência no SI. ............................................................................................................................................. 30
A lei das massas e das substâncias pendulares. .............................................................................................................................. 31
A lei dos comprimentos do pêndulo simples. .................................................................................................................................. 31
1032.022A .............................................................................................................................. 32
A calibração de uma cinta de borracha, calibração de uma mola helicoidal e a histerese elástica............................................ 32
• O agente físico força. .................................................................................................................................................................. 32
A deformação mecânica (elástica e plástica). ................................................................................................................................. 32
• O limite de elasticidade do corpo. .............................................................................................................................................. 33
• O grau de alongamento da borracha depende do prévio histórico da borracha que compõe o corpo de prova (cinta). .............. 34
• A curva característica do alongamento do corpo de prova. ........................................................................................................ 34
A histerese elástica. ........................................................................................................................................................................... 34
• O dinamômetro. .......................................................................................................................................................................... 34
1032.052A .............................................................................................................................. 35
A lei de Hooke, a constante elástica e a força restauradora numa mola helicoidal. .................................................................... 35
• O agente físico força. .................................................................................................................................................................. 35
• A deformação plástica (deformação permanente). ...................................................................................................................... 35
• A deformação temporária (deformação elástica). ....................................................................................................................... 35
• A força restauradora de uma mola (força elástica). ..................................................................................................................... 36
• A constante elástica da mola helicoidal. ..................................................................................................................................... 36
• A unidade da constante de elasticidade no SI. ...................................................................................................................... 36
• A terceira lei de Newton. ............................................................................................................................................................ 36
1032.053 ................................................................................................................................. 38
A constante elástica numa associação de molas helicoidais em série. .......................................................................................... 38
1032.053A .............................................................................................................................. 39
A constante elástica numa associação de molas helicoidais em paralelo. .................................................................................... 39
1032.056A .............................................................................................................................. 40
O trabalho e a energia mecânica num sistema carga mola helicoidal.......................................................................................... 40
• A energia potencial elástica armazenada numa mola distendida ou comprimida. ................................................................ 41
• A energia cinética (energia de movimento) numa mola solta, inicialmente distendida ou comprimida. .............................. 41
Utilizando o princípio da conservação da energia mecânica num sistema carga mola helicoidal. ............................................ 42
1072.008A............................................................................................................................... 43
O MHS num sistema oscilante massa e mola helicoidal. ............................................................................................................... 43
• A equação de definição do MHS. ............................................................................................................................................... 43
2
Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
• A velocidade instantânea, num instante genérico. ................................................................................................................ 43
• A aceleração, num instante genérico. .................................................................................................................................... 43
• A equação diferencial que define o MHS não amortecido. ......................................................................................................... 43
A equação diferencial que define o MHS executado por um móvel que oscila, com pequenas amplitudes, suspenso numa
mola helicoidal. ........................................................................................................................................................................... 44
Um processo dinâmico para a determinação de K. ........................................................................................................................ 44
• O princípio da conservação da energia. ...................................................................................................................................... 45
1032.012A............................................................................................................................... 46
A determinação dinâmica da constante elástica num oscilador massa e mola. ........................................................................... 46
• Determinando dinamicamente a constante elástica K. ............................................................................................................... 47
1042.028A .............................................................................................................................. 48
A comprovação experimental do empuxo. ...................................................................................................................................... 48
• A força denominada empuxo. ..................................................................................................................................................... 49
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos Autorais Reservados.
1042.032A .............................................................................................................................. 50
O princípio de Arquimedes. ............................................................................................................................................................. 50
Arquimedes de Siracusa (287 a 212 AC). ............................................................................................................................... 51
A expressão: Empuxo = (peso específico x volume) do líquido deslocado. .................................................................................. 52
• A densidade (ou massa específica) de uma substância. .............................................................................................................. 52
• A unidade de densidade (unidade da massa específica). ....................................................................................................... 52
• O peso específico de uma substância. ......................................................................................................................................... 52
1042.032A1 ............................................................................................................................ 53
A influência da densidade no valor do empuxo. ............................................................................................................................. 53
1042.032A2 ............................................................................................................................ 54
Determinando a densidade de um sólido através do empuxo. ...................................................................................................... 54
• A densidade (ou massa específica). ............................................................................................................................................ 54
• A unidade da densidade (ou massa específica) no SI. ........................................................................................................... 54
• O peso específico de um material. .............................................................................................................................................. 54
Arquimedes de Siracusa (287 a 212 AC). ..................................................................................................................................... 55
• A densidade relativa.................................................................................................................................................................... 55
• Arquimedes e a coroa do rei Hierão. ..................................................................................................................................... 55
1032.092 ................................................................................................................................. 56
A diferenciação entre força e pressão. ............................................................................................................................................. 56
• Os sólidos transmitem a força externa aplicada. ......................................................................................................................... 56
• O efeito da força aplicada depende da área em que esta força atua. ........................................................................................... 57
• A pressão..................................................................................................................................................................................... 57
A determinação da pressão exercida pelos pés de uma pessoa sobre o chão. ............................................................................... 58
1032.064 ................................................................................................................................. 59
O alcance num lançamento horizontal de projétil. ........................................................................................................................ 59
• A incerteza da medida do alcance. .............................................................................................................................................. 60
• O valor médio do alcance do projétil. ......................................................................................................................................... 60
1032.068 ................................................................................................................................. 61
Determinação da velocidade final de um projétil, através do alcance, num lançamento horizontal. ....................................... 61
1032.072 ................................................................................................................................. 63
Determinação da velocidade de lançamento horizontal de um projétil, pela conservação da energia. ..................................... 63
Pré-requisitos. ................................................................................................................................................................................... 63
• O princípio da conservação da energia mecânica. ...................................................................................................................... 63
• Questionário inicial. ................................................................................................................................................................... 64
1032.076 ................................................................................................................................. 66
A quantidade de movimento linear (horizontal) de uma esfera num lançamento horizontal. ................................................... 66
Pré-requisitos. ................................................................................................................................................................................... 66
• A impulsão. ................................................................................................................................................................................. 66
• A quantidade de movimento. ...................................................................................................................................................... 66
1032.080A .............................................................................................................................. 69
Determinação da quantidade de movimento numa colisão frontal (duas esferas diferentes). ................................................... 69
3
Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
• Pré-requisitos. ................................................................................................................................................................................. 69
1032.080B............................................................................................................................... 71
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos Autorais Reservados.
Conservação da quantidade de movimento numa colisão lateral entre duas esferas diferentes. ............................................... 71
Pré-requisitos: ................................................................................................................................................................................... 71
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Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
Índice Remissivo
A
aceleração 43
alcance do projétil 13, 60
alcance num lançamento horizontal 59
altura num lançamento 60
amplitude 44
Arquimedes de Siracusa (287 a 212 AC) 55
associação de molas helicoidais em paralelo 39
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos Autorais Reservados.
C
cadernal paralelo 23, 24
calibração de um anel de borracha 32
calibração de uma mola helicoidal 32
centro de massa 26
centro dos momentos 25
conjugado, ou momento 25
constante de elasticidade de molas helicoidais 38
constante elástica da mola helicoidal 36
corpo rígido 25
correção do volume no cilindro de Arquimedes 16
curva característica do alongamento da cinta de bo 34
D
deformação elástica 32, 35
deformação mecânica 32
deformação permanente 32, 35
deformação plástica 32
deformação plástica (deformação permanente) 35
deformação temporária (deformação elástica) 35
densidade (ou massa específica) 52
densidade de um sólido através do empuxo 54
densidade relativa 55
dependência do empuxo em relação à densidade 53
deslocamento 67
desvio da medida do alcance 13, 60
determinação dinâmica da constante K da mola 47
diferença volumétrica 16
diferenciação entre força e pressão 56
dinamômetro 14, 34
dinamômetro circular de mola espiral 15
E
elongação 33
elongação versus força deformadora 33, 34
empuxo 49, 50, 51
energia 41
energia cinética 42
energia cinética (energia de movimento) 41
energia cinética total 65
energia mecânica num sistema carga mola helicoidal 40
energia potencial elástica 41, 42, 45
energia potencial inicial 65
equação de definição do MHS 43
equação diferencial que define o MHS 43, 44
equação diferencial que define o MHS executado por 44
equação em seno do MHS 45
equilíbrio estático de um corpo rígido 25
equilíbrio estável 26
equilíbrio indiferente 26
equilíbrio instável 27
erro de paralaxe 32
F
fluido 51
força 32, 35
força de reação 36
força de tensão (força de tração, stress) 33, 34
força de tração 33, 34
força deformante 35
força denominada empuxo 49
força elástica 36
força equilibrante 17
força motora 20, 22
força resistente 17, 18, 19, 21
força restauradora 36, 37, 43
força resultante externa 25
frequência do MHS 44
frequência do oscilador massa e mola 47
frequência do pêndulo simples 30
G
grau de alongamento da borracha
34
H
Hertz 30
histerese elástica
34
I
imprecisão máxima da medida do alcance 13, 60
impulsão 66
incerteza 13
incerteza da medida do alcance 60
influência da densidade no valor do empuxo 53
J
Joule (J)
40
L
lançamento de um projétil 12
lei das massas e das substâncias pendulares 31
lei de Hooke 44
lei do isocronismo para pequenas oscilações do pên 30
lei dos comprimentos do pêndulo simples 31
limite de elasticidade do corpo 33
M
máquina simples 18
massa específica 52
medidor de forças 34
MHS (movimento harmônico simples) 43
MHS executado por um oscilador massa e mola 43, 46
molas helicoidais em paralelo 39
molas helicoidais em série 38
momento de inércia em torno do diâmetro da esfera 63
móvel de referência 43
movimento bidimensional parabólico 66
movimento em fase 43
N
nível de referência
14
5
Física Experimental - Mecânica - Conjunto mecânica com largador eletromagnético - EQ005H.
oscilador massa e mola 46
unidade da frequência no SI 30
unidade do período no SI 30
P
V
perda de peso aparente de um corpo imerso 55
período 30
período do MHS 45
período do oscilador massa e mola 47
período do pêndulo simples 30
peso aparente do corpo dentro do líquido 49
peso específico 52, 54
ponto médio da trajetória 45
posição de equilíbrio 25, 44
pressão 57
princípio da conservação da energia 45
princípio da conservação da energia mecânica 42, 63
princípio da impenetrabilidade da matéria 48, 51
princípio de Arquimedes 50, 51
processo dinâmico para a determinação de K 44
projétil 13
pulsação 45
vantagem mecânica da roldana fixa 19
vantagem mecânica da roldana móvel 17
vantagem mecânica da talha exponencial 22
vantagem mecânica dinâmica 18, 20
vantagem mecânica do cadernal paralelo 23, 24
vantagem mecânica estática ideal 18, 20
vantagem mecânica estática real 18, 20
velocidade angular 63
velocidade de lançamento horizontal 63
velocidade instantânea 43
velocidade linear 63
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos Autorais Reservados.
O
Q
quantidade de movimento 68
quantidade de movimento linear 66
quantidade de movimento numa colisão frontal 69
quantidade de movimento numa colisão lateral 71
queda livre 12, 66
queda real 12
R
raio de giração (raio de inércia) 12
raio de inércia 12
roldana 17, 19
roldana fixa 19
roldana fixa é uma máquina simples 19
roldana móvel 17
roldana móvel é uma máquina simples 18
S
sólidos transmitem a força externa aplicada 56
stress 33, 34
T
talha exponencial 21
técnica da contagem regressiva compassada 28
tempo médio de reação 28
terceira lei de Newton 36
torque (conjugado, ou momento) 25
trabalho e a energia mecânica 40
trabalho realizado pelo agente externo 40
trabalho realizado por uma força constante 40, 45
trabalho realizado por uma força variável 41, 45
trabalho realizado sobre um sistema 41
transformações energéticas 63
trocas de energia num corpo que oscila numa mola 40
U
unidade da constante de elasticidade no SI 36
unidade da densidade (massa específica) no SI 52
unidade da densidade (ou massa específica) 54
6