física experimental profo josé wilson...
TRANSCRIPT
![Page 1: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/1.jpg)
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCOESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
Física Experimental
Profo José Wilson Vieira
AULA 03: EXPERIÊNCIAS DA 1ª UNIDADE
Recife, setembro de 2015
![Page 2: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/2.jpg)
ATIVIDADES NESTA AULA
• Quatro Experiências da 1ª Unidade
• Observações Gerais
• Definição de Cinco Grupos por Turma
![Page 3: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/3.jpg)
OBSERVAÇÕES GERAIS
![Page 4: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/4.jpg)
Utilizaremos alguns medidores digitais. Embora a análisede erros seja diferente do caso analógico, seguiremos ametodologia apresentada nas aulas anteriores do curso,i.e., calcularemos funções de erros aleatórios ecomentaremos qualitativamente erros sistemáticos.
O software FisicaExperimental será usado em todas asexperiências como material disponível.
Iremos apresentar quatro das dez experiências disponíveispara esta unidade.
![Page 5: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/5.jpg)
EXPERIÊNCIAS DA 1ª UNIDADE
![Page 6: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/7.jpg)
EXPERIÊNCIA E1: DESCARGA EM CIRCUITO RC
![Page 8: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/8.jpg)
Objetivo: Determinar a variação exponencial da DDPnos terminais de um capacitor com o tempo de descargaem um circuito RC.
![Page 9: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/9.jpg)
TEORIA
Quando a chave estiver em a o capacitor é carregado.Vamos estudar o caso em que, inicialmente, o capacitorestá carregado com uma tensão V0 e a chave é mudadapara a posição b.
![Page 10: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/10.jpg)
MATERIAIS
![Page 11: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/11.jpg)
4,7E5
![Page 12: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/12.jpg)
MEDIRFaça dez medidas da DDP nos terminais do capacitor em função do tempo de descarga. Procedimento: Meça, inicialmente, o tempo de descarga completa do capacitor. Utilize, em média, um décimo deste tempo como intervalo para leitura de (t, VC), sendo o primeiro ponto tal que VC ≤ 10 volt.
Vfonte = 15V
VC(volt) t(s)
![Page 13: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/13.jpg)
MEDIR
O cronômetro usado acumula as 10 medidas de tempo de descarga.
O multímetro (na função voltímetro) deve ser parado ainstante selecionado e o valor da leitura deve ser anotado.
![Page 14: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/14.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 15: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/15.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 16: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/16.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 17: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/17.jpg)
ANALISAR: GRÁFICO MONOLOG 1
max
100t
mmM t =
10
1
![Page 18: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/18.jpg)
OBTER RESULTADOS: Equação do gráfico monolog 1.
AtBeV =RCt
eVV−
= 0
Teoria ModeloDo gráfico: (Vi, ti),(Vf, tf) e (C.A.)mm
( ) ( )
( )
=
==
⇒=
=÷
−= −
f
i
Atf
Ati
At
tmm
if
eV
B
volteVB
BeV
sMACVV
A
ou
..
lnln 1⇓
+= AtBV lnln
⇓
+=+=
ff
ii
AtBVAtBV
lnlnlnln
⇒∆
−=
tVV
A if lnln
![Page 19: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/19.jpg)
TESTARErro relativo para cada medida e o erro relativo médioentre a DDP fornecida e a calculada com a equação dográfico monolog 1 da descarga.
=
×−
=
∑N
ERER
VVV
ER
i
gi 100
V(volt) Vg(volt) ER(%)
Erro Relatório Médio
![Page 20: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/20.jpg)
TESTAR
Erro relativo entre a DDP na fonte usada destaexperiência e o valor calculado através dos seusresultados.
1000
0 ×−
=V
BVERV
![Page 21: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/21.jpg)
TESTAR
Erro relativo entre a constante de tempo capacitiva (τC= RC) fornecida pelos fabricantes e o valor calculadoatravés dos seus resultados.
100×τ
τ−τ=
C
CgCRCER
![Page 22: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/22.jpg)
EXPERIÊNCIA E2: CARGA EM CIRCUITO
RC
Com a mesma análise gráfica:
![Page 23: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/23.jpg)
EXPERIÊNCIA E5: A FUNÇÃO V = Ri EM
CONDUTORES E SEMICONDUTORES
![Page 24: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/24.jpg)
OBJETIVO: Analisar a relação entre V e i num resistor,numa lâmpada incandescente e num diodo, usando omodelo matemático V = B.iA e a técnica estatística daregressão linear.
![Page 25: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/25.jpg)
TEORIAA resistência (R) de um condutor, mantido àtemperatura constante, é igual à razão entre a Diferençade Potencial (V) nos seus terminais e a Corrente (i)que o atravessa, i.e.,
iVR =
Em um dispositivo condutor ôhmico, a expressão
RiV =é uma função linear.
![Page 26: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/26.jpg)
TEORIA
Um dispositivo muito utilizado em aparelhos eletrônicos,como rádios, televisores e amplificadores, que obedece àlei de Ohm é o resistor, cuja função é controlar aintensidade de corrente elétrica que passa pelo aparelho.
![Page 27: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/27.jpg)
TEORIA
Em alguns materiais, como, por exemploos semicondutores, a resistência elétrica não é constante,mesmo que a temperatura seja: ela depende da DDP.Estes são denominados condutores não ôhmicos.Um exemplo de componente eletrônico que não obedeceà lei de Ohm é o diodo.
![Page 28: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/28.jpg)
TEORIA
As lâmpadas incandescentes também não são dispositivosôhmicos em um circuito.
Num dispositivo que não segue a lei de Ohm, aresistência depende dos valores de V e i. A relação V = Rinão é mais uma reta, mas continua válida.
![Page 29: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/29.jpg)
TEORIA
Nesta experiência vamos obter V = B.iA para trêsdispositivos: um resistor cerâmico, uma lâmpadaincandescente e um diodo.
![Page 30: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/30.jpg)
MONTAGEM
![Page 31: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/31.jpg)
MEDIR
i E V NO RESISTOR• Monte o circuito da figura, adicionando umamperímetro e um voltímetro em locais apropriados.• Para dez valores de DDP na fonte (≤ 15 volt), meça eanote na tabela abaixo a i que atravessa o resistor e acorrespondente DDP nos seus terminais.
RESISTORi(mA) V(volt)
![Page 32: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/32.jpg)
MEDIR
i E V NA LÂMPADATroque o resistor pela lâmpada (verifique se oamperímetro está no fundo de escala apropriado) eproceda de modo similar para obter dez pontos (i, V),com V ≤ 12 volt.
RESISTOR LÂMPADAi(mA) V(volt) i(mA) V(volt)
![Page 33: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/33.jpg)
MEDIR
RESISTOR LÂMPADA DIODOi(mA) V(volt) i(mA) V(volt) i(mA) V(volt)
i E V NO DIODOTroque lâmpada pelo diodo (verifique se o amperímetroestá no fundo de escala apropriado). Use dois resistorespara repartir a tensão no diodo de modo que este nãoesteja submetido a uma fração de V maior que 10% dovalor ajustado na fonte. Proceda como antes para obterdez pontos (i, V), com V ≤ 15 volt.
Note que o número de algarismos
significativos pode variar com o dispositivo.
![Page 34: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/34.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 35: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/35.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 36: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/36.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 37: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/37.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 38: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/38.jpg)
ANÁLISE POR REGRESSÃO LINEAR USANDO O MODELO POTENCIAL
⇒=⇒
≡≡ ABiV
VYiX
loglog
( )
( )
−
−=
===⇒−=
−
−=
∑
∑
∑∑
∑∑
∑∑∑
=
=
==
==
===
N
ii
N
ii
N
ii
N
ii
B
N
ii
N
ii
N
ii
N
ii
N
iii
YY
XXAR
N
YY
N
XXBXAYB
XXN
YXYXNA
1
2
1
2
11'
2
11
2
111
.
e com ,10'
![Page 39: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/39.jpg)
O software fornece a tabela:OBTER RESULTADOS
Os resultados são três equações do tipo V = B.iA, umapara cada dispositivo. Os coeficientes A e B devem serarredondados pela regra do mais pobre ou mais pobre +1.
![Page 40: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/40.jpg)
TESTES DAS EQUAÇÕES DAS REGRESSÕES LINEARES USANDO O MODELO POTENCIAL
Além dos coeficientes de correlação, o software fornecea tabela:
Escreva no relatório apenas os valores dos errosrelativos médios, devidamente arredondados.
![Page 41: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/41.jpg)
EXPERIÊNCIA T4: DILATAÇÃO TÉRMICA
LINEAR DE TRÊS SÓLIDOS
Também com análise numérica usando regressão linear:
![Page 42: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/42.jpg)
EXPERIÊNCIA M6: PÊNDULO SIMPLES
![Page 43: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/43.jpg)
Objetivos: Estimar a aceleração gravitacional terrestreusando um pêndulo simples com massa fixa ecomprimento variável; analisar o efeito qualitativo daforça de resistência do ar sobre o pêndulo.
![Page 44: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/44.jpg)
TEORIA: A modelagem do pêndulo simples empregadaem física básica exclui o amortecimento de suasoscilações. Claramente, isto é uma aproximação.
Contudo, vamos usar este modelopara analisar, qualitativamente, osefeitos da força de resistência do ar.
![Page 45: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/45.jpg)
TEORIADe acordo com a figura, a forçaresultante na direção domovimento é
θ−= sinmgma
θ−=θ
⇓
θ−=ω
==
⇓
sin
sin
2
2
gdtdL
gdtdL
dtdva
![Page 46: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/46.jpg)
TEORIA
θ−=θ sin2
2
gdtdL
Para pequenas oscilações,podemos usar a aproximaçãodo MHS, sinθ ≅ θ (rad):
0,0
0,5
1,0
0 30 60 90 120
θ, si
nθ
θ (º)
θ e sinθ x θ
Theta (rad) Sen(Theta)
⇒=π
=ω⇒
=θω+θ
=θ+θ
⇒θ−≅θ
Lg
Tdtd
Lg
dtd
gdtdL 2
0
0
22
2
2
2
2
2
gLT π= 2
![Page 47: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/47.jpg)
MATERIAIS
• Suportes para montagem do pêndulosimples
• Transferidor digital com resolução de0,1 grau.
• Cronômetro digital (±0,001s)
• Trena (±0,1cm)
• Balança (±1g)
• Massas / Cordão
![Page 48: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/48.jpg)
MEDIRMeça a massa usada no pêndulo simples:
Massa (kg)
![Page 49: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/49.jpg)
MEDIR
No L(m) T(s)01020304050607080910
Fixe os dez nós do cordão no suporte da mesa e, paracada configuração, meça o comprimento L e orespectivo período T (meça três vezes T e anote o valormediano).
![Page 50: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/50.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 51: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/51.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 52: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/52.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 53: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/53.jpg)
ANALISAR: GRÁFICO DILOG 2 x 1
5,02 Lg
T π=
![Page 54: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/54.jpg)
ANALISAR: GRÁFICO LINEAR
0,100 1,000 10,000
10,000
1,000
![Page 55: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/55.jpg)
OBTER RESULTADOS: Equação do gráfico dilog.
Do gráfico:
(Li, Ti), (Lf, Tf)
( )
( )
( )
==
==
=−
−=
sLT
B
sLTB
LLTT
A
Af
f
Ai
i
if
if
ou
loglogloglog
AXBT .=Teoria Modelo
5,02 Lg
T π=
![Page 56: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/56.jpg)
OBTER RESULTADOS
Escrever a equação do gráfico linear,
com A e B arredondados pela regra do mais pobre oumais pobre + 1.
AXBT .=
![Page 57: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/57.jpg)
TESTAR1) Erro relativo entre o valor para o expoente daequação do modelo (0,5) e o valor encontrado naequação do gráfico (A).
( ) 100500,0
500,0% ×
−=
AER
2) Erro relativo entre o valor de referência para aaceleração da gravidade terrestre (9,81 m/s2) e o valorestimado com a equação do gráfico (gc).
( ) 10081,9
81,9% ×
−= cg
ER
![Page 58: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/58.jpg)
EXPERIÊNCIA T1: DILATAÇÃO TÉRMICA
LINEAR DE UM SÓLIDO
![Page 59: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/59.jpg)
Objetivos: Obter, por análise gráfica, a função ∆L =A.∆T + B para um material sólido; obter o coeficientede dilatação linear do material usado.
![Page 60: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/60.jpg)
MATERIAIS
![Page 61: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/61.jpg)
MEDIRInicialmente, você deve medir a temperatura ambientee conferir os outros valores informados na tabela abaixo;e escolher um material a ser usado na experiência.Temperatura inicial (ºC)Escala externa de conversão (mm / marca) 0,01Comprimentos iniciais das canaletas (mm) 500
Coeficientes de dilatação linear medidos nas mesmas condições no laboratório da EPP/UPE (ºC-1)
Alumínio Cobre Latão2,16E-005 1,75E-005 1,90E-005
![Page 62: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/62.jpg)
MEDIRComplete o preenchimento da tabela abaixo com asmedidas das marcas indicadas no dilatômetro (N)correspondentes às temperaturas fornecidas da canaleta.
Nº DE MEDIDAS MATERIALT(ºC) N ∆T(ºC) ∆L(mm)
1 1002 803 754 705 656 607 558 509 4510 40
Use as fórmulas ∆T = T – T0 e ∆L = N.Esc paratransformar as medidas diretas nas variáveis de análisegráfica da experiência.
![Page 63: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/63.jpg)
Nº DE MEDIDAS MATERIALT(ºC) N ∆T(ºC) ∆L(mm)
1 1002 803 754 705 656 607 558 509 4510 40
Use as fórmulas ∆T = T – T0 e ∆L = N.Esc paratransformar as medidas diretas nas variáveis de análisegráfica da experiência.
ANALISAR: GRÁFICO LINEAR
![Page 64: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/64.jpg)
USANDO O SOFTWARE FisicaExperimental
![Page 65: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/65.jpg)
Usando o software FisicaExperimental
![Page 66: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/66.jpg)
Usando o software FisicaExperimental
![Page 67: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/67.jpg)
=
=
max
max
100y
150
xuxM
uyM
x
y
ANALISAR: GRÁFICO LINEAR
![Page 68: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/68.jpg)
OBTER RESULTADOS: Equação do gráfico linear.
Do gráfico:
(xi, yi), (xf, yf),(C.A.)ux e (C.O.)uy
∆≡∆≡
LyTx
( )
( ) ( )
( )
−=
=−=
==
ff
ii
x
ux
y
uy
AxyB
mmAxyB
Cmm
M
MA
ou
/ºC.A.
C.O.
BTAL +∆=∆ .Teoria Modelo( ) TLL ∆α=∆ .0
![Page 69: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/69.jpg)
OBTER RESULTADOS
Escrever a equação do gráfico linear,
com A e B arredondados pela regra do mais pobre oumais pobre + 1.
BTAL +∆=∆ .
![Page 70: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/70.jpg)
TESTARErro relativo entre o valor de referência para ocoeficiente de dilatação linear e o valor estimado com aequação do gráfico.
( )
=α
×α
α−α=
0
100%
LA
ER
g
g
![Page 71: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/71.jpg)
EXPERIÊNCIA E3: CAMPO DE
SONENOIDES
Análise gráfica linear:
![Page 72: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/72.jpg)
EXPERIÊNCIA E4: CAMPO MAGNÉTICO
TERRESTRE
Análise gráfica linear:
![Page 73: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/73.jpg)
EXPERIÊNCIA M1: PLANO COM
INCLINAÇÃO FIXA
Análise gráfica linear:
![Page 74: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/74.jpg)
EXPERIÊNCIA M5: PLANO COM
DIVERSAS INCLINAÇÕES
Análise gráfica linear:
![Page 75: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/75.jpg)
DEFINIÇÃO DE CINCO GRUPOS POR
TURMA
![Page 76: Física Experimental Profo José Wilson Vieiradosimetrianumerica.org/aulas/JWV/...Aula3_04Exps.pdf · Física Experimental. Prof. o. José Wilson Vieira wilson.vieira@upe.br. AULA](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052613/5f8c99bf0283801209525d1e/html5/thumbnails/76.jpg)
GRUPO ATIVIDADEA E1, M1, E3, M5, T1B E2, M6, E4, E5, M1C E3, E4, T1, M6, E2D T1, E5, M6, E3, E4E M6, E1, E5, E4, E3*F M1, T1, M5, T4, M6
* Grupo contendo alunos(as) que já fizeram asexperiências de eletromagnetismo.