Marcia Moura Edifício Oscar Sala – ramal 6837

Introdução às Medidas em Física FAP152Aula 8 - Bloco III – Medidas de VelocidadesQueda Livre – 1a parte Marcia Moura Edifício Oscar Sala – ramal 6837

Grandezas físicas • Grandezas físicas são propriedades que podem ser medidas e para as quais se pode associar um número e uma unidade.

Grandezas fundamentais • São propriedades básicas para as quais se define um padrão de medida • Representadas em unidades fundamentais • Servem de base para a definição de todas as grandezas físicas que descrevem a natureza • Obtidas por medidas diretas ou indiretas • Exemplos: Distâncias e intervalos de tempo • Q 3-1 – Que outras grandezas fundamentais da Física você conhece? A velocidade é uma grandeza fundamental?

Grandezas derivadas • Definidas a partir de grandezas fundamentais • Expressões matemáticas com, no mínimo, duas grandezas • As unidades são derivadas das unidades fundamentais • Obtidas, em geral, por medidas indiretas ou através de instrumentos especialmente calibrados para leituras imediatas • Exemplo: Velocidade • Taxa do espaço percorrido num intervalo de tempo • Obs: grandezas fundamentais também podem ser obtidas a partir de grandezas secundárias • Ex: distância Terra-Lua , obtida a partir do tempo que um feixe de LASER demora para ir e voltar, sabendo-se o valor da velocidade da luz (c=300.000 km/s) • Q 3-2 – Estimativas de velocidades

Estudo da Cinemática de um corpo em movimento - I • Diferentes abordagens podem ser adotadas dependendo do propósito e da quantidade de informação disponível a respeito da situação de estudo

Estudo da Cinemática de um corpo em movimento - II • comportamentos médios • Aplicados em situações onde sabe-se que a velocidade do corpo não varia ao longo do tempo

Estudo da Cinemática de um corpo em movimento - III • Aplicação de modelos • Ex.: corpo sob ação da força da gravidade • Essa abordagem deve ser aplicada com cautela de modo que efeitos importantes não sejam excluídos, permitindo a descrição correta do sistema em estudo

Estudo da Cinemática de um corpo em movimento - IV • Descrição detalhada independente de modelos • Medida das posições de um corpo em diferentes instantes de tempo, em intervalos pequenos

Queda Livre • Descrição do movimento de um corpo em queda livre a partir da velocidade do corpo • Modelo para queda livre • Corpo sujeito apenas à ação da gravidade • v = g.Δt • v = velocidade • g = aceleração da gravidade • Δt = intervalo de tempo • Como medir Δt ? • Corpo em queda livre está sujeito à ação de outras forças • Medida de Δt não é suficiente para um estudo completo de v

Arranjo Experimental • Verificação da velocidade do corpo ao longo da queda • Medida da posição do corpo em diferentes instantes de tempo • Determinação da velocidade independente de modelo • Descrição do experimento (pg. 69 da apostila) • Haste para sustentação de corpo, acoplada a um circuito de alta tensão e um faiscador para demarcação da posição do corpo em queda em intervalos de tempo iguais, numa fita sensível. • Corpo composto de “ovo” plástico (geometria apropriada para minimizar a ação do atrito) • Frequência das faíscas • 60 Hz

Procedimento Experimental • Seguir procedimento descrito na apostila, pg. 69 a 71) para operação do equipamento e aquisição dos dados • Cuidados • Não tocar o conjunto enquanto o faiscador estiver acionado • Tomar cuidado com o alinhamento de todo o conjunto

Análise dos dados • Dados obtidos • Posição xn do ovo, registrada numa fita encerada, nos instantes tn a cada 1/60 s t2 t3 t4 tn t0 t1 xn = posição do n-ésimo ponto tn = instante do n-ésimo ponto 1/60 s x1 x4 xn

Cálculo das velocidades • A velocidade é definida por: que é a variação da posição x do corpo em função do tempo t. Para pequenos intervalos de tempo, uma boa aproximação é dada por:

Interpolação parabólica • Velocidade vn no ponto xndada por: 2/60s xn-1 xn+1 vn xn+1 – xn-1

Tratamento das incertezas • Incerteza DXnno deslocamento Xn • Se as incertezas nas posições são iguais, segue que: • Incerteza DTnno intervalo de tempo Tn • (Dt ~0 para a rede elétrica)

Propagação das incertezas • Divisão de duas grandezas

Atividades • Realizar a aquisição dos dados de acordo com as instruções da apostila • Preparar a tabela com os dados adquiridos e o valores de velocidade calculados, com seus respectivos erros • Resolver as questões Q 3-1à Q 3-9 • Próxima aula • Trazer papel milimetrado • Não há entrega de relatório

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