Question

QUESTÃO 1
Um dos objetivos principais da nossa disciplina de Física Geral e Experimental I é realmente exemplificar por meio de experimentos as teorias estudadas. Assim, para observar um pouco mais sobre o assunto de Princípio da Conservação da Energia Mecânica, em seu ambiente virtual Studeo você tem acesso ao laboratório virtual da Algetec. No experimento virtual, você tem a possibilidade de obter experimentalmente dados de velocidade para um objeto oco e outro maciço. Desta forma, neste exercício será realizado o oposto: a partir dos dados apresentados a seguir em que o experimento já foi realizado, responda as alternativas que seguem.

Esfera de massa 150 g inicialmente em repouso e rampa de comprimento 240 mm. O experimento foi realizado três vezes e as velocidades finais apresentadas na tabela.
g=9,81 m/s2
Vf 1 0,78 s
Vf 2 0,75 s
Vf 3 0,75 s

a) Houve uma pequena variação nos dados apresentados, assim como provavelmente aconteceu com você durante o experimento no simulador. Assim, sugira pelo menos um motivo para estas diferenças.
b) A partir dos dados apresentados acima, desprezando as dimensões do objeto e sua composição, considerando que toda energia potencial foi transformada em energia cinética, qual o ângulo aproximado do plano inclinado em que o experimento aconteceu?

Answer 1

O plano inclinado estudado neste experimento tem inclinação aproximada de 7,05 graus.

Como se achar o ângulo do plano inclinado?

Os dados obtidos tiveram uma pequena variação devido ao erro aleatório dos instrumentos utilizados e algum erro cometido pelo observador. Podemos começar achado a média da velocidade final:

$< v_f > =\frac{0,78\frac{m}{s}+0,75\frac{m}{s}+0,75\frac{m}{s}}{3}=0,76\frac{m}{s}$

Podemos calcular a altura do plano inclinado a partir da conservação da energia mecânica, tendo a velocidade final, e assumindo que toda a energia potencial torna-se energia cinética:

$m.g.h=\frac{1}{2}mv^2\\\\g.h=\frac{1}{2}v^2\\\\h=\frac{v^2}{2g}=\frac{(0,76\frac{m}{s})^2}{2.9,81\frac{m}{s^2}}=0,0294m$

O plano inclinado é a hipotenusa um triângulo retângulo com o solo e a vertical,  tem 240 mm ou 0,24 metros de comprimento, tendo também sua altura, podemos utilizar a função seno para acha seu ângulo:

$sen(\theta)=\frac{0,0294m}{0,24m}\\\\\theta=sen^{-1}(\frac{0,0294m}{0,24m})=7,05\°$

Saiba mais sobre a energia mecânica em https://brainly.com.br/tarefa/7906436

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