Question

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

Para que a velocidade não varie no laboratório, o trabalho deve ser realizado no vácuo, caso contrário haverá outros fatores que não são fáceis de medir, como resistência do ar ou atrito superficial. O ângulo da superfície inclinada é de 80,79 graus.

Trabalho e energia

O trabalho total realizado por forças externas sobre um corpo está relacionado ao deslocamento do corpo (mudanças em sua posição), mas também está relacionado a mudanças na velocidade do corpo. As forças que atuam sobre o bloco são seu peso P e a força normal N. A força resultante sobre o bloco está na direção de seu movimento. Pela segunda lei de Newton, isso significa que o bloco está acelerando; isso também nos diz que o trabalho total $W_{tot}$ realizado sobre o bloco é positivo porque, neste caso, o objeto se move na direção do movimento.

Podemos concluir que se uma partícula se move, ela acelera se Wtot > 0, diminui se Wtot < 0 e mantém sua velocidade se Wtot = 0. O trabalho é igual a:

                             $W_{tot}=(\sum\vec{F)}*\vec{d}$

Enquanto a energia cinética de uma partícula é uma quantidade escalar; depende apenas da massa e da velocidade da partícula, não de sua direção de movimento. Podemos dizer que: O trabalho realizado pela força resultante sobre uma partícula é igual à variação de

energia cinética da partícula:

                              $W_{tot}=K_2-K_1=\frac{1}{2}mV_f-\frac{1}{2}mV_0$

• a) Alguns fatores não são levados em consideração para este experimento que podem fazer a velocidade final variar e que é a resistência do ar e a força de atrito da superfície, isso pode explicar a variação da velocidade final.

• b) Para resolver este exercício, primeiro descrevemos os dados fornecidos:

Dados:

$V_0=0\\V_f=0,75 m/s\\m=150g=0,150Kg\\d=240mm=0,240m\\g=10,81 m/s^2$

Agora procuramos o trabalho total, para as duas únicas forças que existem:

                             $P=m*g=0,150Kg*9,81m/s^2=1,47N$

          $W_{tot}=W_N+W_P=0+P*dcos(\theta)=1,47N*0,240m*cos(\theta)=0,353cos(\theta)$

O ângulo é o que procuramos, para isso usamos a fórmula da energia cinética:

$W_{tot}=\frac{1}{2}mV_f-\frac{1}{2}mV_0=\frac{1}{2}mV_f\\ 0,352cos(\theta)=\frac{1}{2}*0,150Kg*0,75m/s \\0,353cos(\theta)=0,056\\cos(\theta)=0,16\\\theta=80,79$

E vemos que o trabalho final é: 80,79 graus

Se você quiser ver outros exemplos de trabalho ou energia cinética você pode ver este link:

https://brainly.com.br/tarefa/49431840

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