Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072 Introdução às Medidas em Física Bloco I, 8a Aula (10/05/2005) http://dfn.if.usp.br/~suaide/fap0152 Alexandre Suaide Ed. Oscar Sala sala 246 ramal 7072

Início da aula Ler a apostila das páginas 66 a 68 e responder as questões Q3-1 e Q3-2 Q3-1: Que outras grandezas fundamentais da Física você conhece? A velocidade é uma grandeza fundamental? Q3-2: Tente avaliar, em km/h, as velocidades abaixo:

Medidas de velocidade... Experiências anteriores: Dimensões e tempo Grandezas fundamentais Medidas diretas com instrumentos ou indiretas, dependendo da ordem de grandeza das mesmas Medidas de velocidade Velocidade é a variação em espaço por unidade de tempo Grandeza derivada Depende da medida de duas grandezas diferentes: espaço e tempo

Experiência de queda livre Corpo em queda livre Somente ação da força gravitacional F = mg → segunda lei de Newton → a (aceleração) = g g e m são constantes → força é constate MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO!!!! O que acontece se houver outras forças? Que tipos de forças podem haver em um objeto em queda livre no dia a dia?

Estudando a cinemática de um corpo em movimento Dois métodos: Estudando comportamentos médios Tempo total de queda Velocidade média = altura de queda / tempo de queda Aplicação de modelos (suposições físicas) A partir das grandezas médias e suposições físicas, por exemplo, que a única força atuante sobre o corpo é o seu peso, determinar o comportamento cinemático do mesmo Modelo para posição em um certo instante Velocidade instantânea, etc.

Estudando a cinemática de um corpo em movimento Dois métodos: O primeiro método supõe que o experimentador conheça todos os fenômenos envolvidos A conclusão sobre os resultados não é puramente experimental e pode fornecer resultados equivocados caso o experimentador não considere todos os efeitos importantes Método totalmente experimental Medir a posição do corpo em cada instante de tempo e, a partir desses dados, concluir sobre as diversas forças atuantes sobre o corpo Não há utilização de modelos

Movimento de um corpo em queda livre Como medir a posição de um corpo em instantes de tempo bem determinados? Muitos métodos diferentes Radar, laser, fotos em instantes consecutivos (filme) Experiência de queda livre Usar a rede elétrica como referência em tempo e um dispositivo elétrico para marcar a posição do corpo em cada instante

Queda livre Corpo utilizado: um ovo plástico Medida das posições A geometria do ovo plástico minimiza efeitos de atrito com o ar. Medida das posições Um faiscador gera um pulso de alta voltagem (cuidado) com freqüência igual a da rede elétrica (60 Hz). Esse pulso gera uma faísca que marca a posição do ovo em uma tira de papel encerado A cada 1/60 segundos uma faísca é gerada no papel.

Dados adquiridos Fita encerada xi = posição do i-ésimo ponto Posição do ovo a cada 1/60 segundos t0 t1 t2 t3 t4 tn xi = posição do i-ésimo ponto ti = instante do i-ésimo ponto 1/60 s x1 x4 xn

Análise dos dados Cálculo da velocidade Velocidade é a variação da distância por intervalo de tempo Como calcular a derivada de x em relação a t? Aproximação Fazer intervalos de tempo os menores possíveis Uma aproximação razoável (ler apêndice da apostila) é a interpolação parabólica A velocidade no ponto central pode ser calculada a partir da distância entre os dois pontos vizinhos

Cálculo da velocidade 2/60s vi xi+1 – xi-1 Interpolação parabólica

Incerteza na velocidade Admitindo que as incertezas na medida das duas posições são iguais Incerteza na velocidade Duas fontes de incerteza Medida das posições dos pontos Soma ou subtração Medida do intervalo de tempo A incerteza na rede elétrica é desprezível

Incerteza na velocidade Propagação de incertezas Divisão de duas grandezas Incertezas percentuais Incerteza no tempo é desprezível

Atividades da aula Ler a apostila das páginas 68 a 72 Tomada de dados de queda livre Seguir o procedimento da pág. 71 Cuidado: Altas tensões!!!!! Resolver as questões Q3-1 à Q3-9 Cálculo das velocidades e respectivas incertezas Não há relatório nessa aula O relatório será feito somente após completarmos a experiência na próxima aula