Difference between revisions of "Plano Inclinado"
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Mover um objeto para cima em um plano inclinado requer menos força do que levantá-lo na vertical, como se desmultiplicassemos a gravidade! Esta vantagem mecânica pelo qual a força é reduzida é igual à razão entre o comprimento da superfície inclinada e a altura em que se estende a rampa. | Mover um objeto para cima em um plano inclinado requer menos força do que levantá-lo na vertical, como se desmultiplicassemos a gravidade! Esta vantagem mecânica pelo qual a força é reduzida é igual à razão entre o comprimento da superfície inclinada e a altura em que se estende a rampa. | ||
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| + | [[File:Pincl_Schematic.png||thumb|Esquema da montagem do plano inclinado, cujo fulcro do balanço é a origem do ângulo.|right|border|288px]] | ||
O plano inclinado desta experiência recria essa "desmultiplicação da gravidade". Consiste num veículo que se desloca numa calha com um ângulo regulavel e que bascula no seu ponto médio. A altura da calha é medida a 1005 mm do eixo da experiência. | O plano inclinado desta experiência recria essa "desmultiplicação da gravidade". Consiste num veículo que se desloca numa calha com um ângulo regulavel e que bascula no seu ponto médio. A altura da calha é medida a 1005 mm do eixo da experiência. | ||
Revision as of 15:40, 20 August 2020
Contents
Plano inclinado
Descrição da experiência
O plano inclinado é uma das seis máquinas simples clássicas. Os planos inclinados são geralmente utilizados para mover cargas pesadas sobre obstáculos verticais tais como rampas para mover carga.
Mover um objeto para cima em um plano inclinado requer menos força do que levantá-lo na vertical, como se desmultiplicassemos a gravidade! Esta vantagem mecânica pelo qual a força é reduzida é igual à razão entre o comprimento da superfície inclinada e a altura em que se estende a rampa.
O plano inclinado desta experiência recria essa "desmultiplicação da gravidade". Consiste num veículo que se desloca numa calha com um ângulo regulavel e que bascula no seu ponto médio. A altura da calha é medida a 1005 mm do eixo da experiência.
Inicialmente a calha bascula para uma posição com um ângulo negativo de modo a recolher e a parquear o carro na origem, a cerca de 1,3m da mola que irá absorver a energia do seu movimento. Este é imobilizado através dum electroímane e posteriormente a calha é elevada até à altura pré-seleccionada. Quando atinge esse ponto, o electroímane liberta o carrinho e este desloca-se livremente sobre a calha até embater na mola. Um detector ultra-sónico colhe então amostras da posição em função do tempo decorrido, permitindo traçar a trajectória do veículo durante a queda e no seu amortecimento final.
Ligações
- Video: rtsp://elabmc.ist.utl.pt/plinc.sdp
- Laboratory: Básico
- Control room: Plano inclinado
- Level: *
Protocolo
Com base nos dados pré-seleccionados na experiência obtenha um gráfico da posição em função do tempo decorrido. Com base nestes dados determine ainda os gráficos da velocidade e da aceleração. Compare o valor obtido da aceleração com a gravidade.
Protocolo avançado
Coeficientes de atrito
Cmo pode ser inferido rapidamente, o ajuste do modelo parabólico ao movimento produz um desvio só possivel de entender com a inclusão dum termo de fricção. Com efeito o carrinho dispõe duma pala frontal destinada a induzir um certo atrito aerodinâmico. Adaptando as equações de modo a incluir um termo de atrito de rolamento (linear com a velocidade) e aerodinâmico (Cx, dependencia quadrática com a velocidade), pode-se determinar finalmente um valor mais preciso para a aceleração do veículo. Normalmente o Cx só influência significativamente o movimento a partir dos 25 km/h.
Determinação da velocidade em função da distância percorrida
Com base nos dados anteriores determine a velocidade em função da distância percorrida, eliminando o tempo nos gráficos anteriores, ou seja, traçando a curva desenhada pelos pares velocidade, distância para cada tempo disponível.
Determinação da constante de restituição da mola
Em função das várias parábolas obtidas no amortecimento do veículo, determine a perda relativa de energia em cada embate com a mola e determine a constante de restituição da mola.
