Trilho de Ar

2ª Lei de Newton / Relação entre força resultante e aceleração
Resumo. Este relatório tem por finalidade mostrar a relação entre força resultante e aceleração, observados a partir de experimentos utilizando um trilho de ar com liberação de massas em repouso e posteriormente de cálculos realizados.
Palavras chave: 2ª lei de Newton; aceleração; força resultante.
Introdução
Um corpo de massa M pode deslizar com atrito desprezível sobre um trilho de ar horizontal. Este corpo está ligado a uma massa m suspensa por um fio leve e inextensível, que passa por uma roldana de massa desprezível. Despresando os efeitos do atrito no eixo da roldana e a resistência do ar. Liberando a partir do repouso, m cairá verticalmente, enquanto que M irá se movimentar na horizontal, e os módulos das acelerações dos dois corpos serão iguais.

A Segunda Lei de Newton estabelece que:

onde FR é a força resultante exercida sobre o sistema, Mtot a massa total ( M + m), e a a sua aceleração.

Comparando esta relação com a anterior, pode-se identificar mg como sendo a força resultante atuando sobre a massa M + m.

Neste experimento, verificou-se a 2a lei de Newton a partir da determinação da aceleração do sistema de massa para vários valores da força resultante que variaram conforme as alterações feitas nas massas envolvidas no sistema. Em cada caso, a aceleração constante do sistema é obtida utilizando-se a relação:

[1]

A partir de [1], pode-se chegar à fórmula que indica o sentido da aceleração, positivo ou negativo, a ser indicado pela tração T. [2]

Procedimento Experimental
Materiais utilizados:
- Trilho de ar: O trilho de ar é a trajetória percorrida pelo carrinho. Fazem parte do trilho: um sensor, um gerador de ar, uma massa suspensa, um cronômetro, um eletroímã, uma régua graduada e uma chave liga-desliga.
- Gerador de ar: Acoplado na parte superior do trilho libera ar ajudando na suspensão docarrinho que se movimenta sem um atrito