Experimento 7 - Movimento Gravitacional - Demonstração da 2^a Lei de Kepler: Procedimento Experimental

 Como há muitas dificuldades para simular um movimento gravitacional no laboratório, a 2^a Lei de Kepler vai ser demonstrada para um movimento central realizado por uma mola.

 A simulação do movimento gravitacional será realizada em Linguagem LOGO.

Objetivos

• Verificar experimentalmente a 2ª Lei de Kepler (Leis de Kepler

).
• Comparar as velocidades próximas ao centro de atuação da força e as velocidades afastadas do centro de atuação da força

• Kit PUCK
• 1 mola ou um pedaço de elástico
• 1 ventosa
• 1 folha de papel milimetrado (formato A3)

 
• Nivele a mesa.
• Fixe a ventosa próxima à margem da mesa (fig. 7.6).
• Prenda uma das extremidades da mola ao PUCK e a outra à ventosa.
• Fixe o papel milimetrado encostado na margem oposta à ventosa ou obtenha os pontos da trajetória diretamente no vidro e depois passe para o papel.
• Dê um pequeno impulso no PUCK para ele descrever uma trajetória ao redor do centro de atuação da força.




Figura 7.6 - Montagem do Kit do Puck.

Para obter as áreas varridas em tempos iguais :

• Delimite as áreas dos triângulos compreendidos a cada seis intervalos como mostra a fig. 7.7.


Exemplo: A área A₁ corresponde à do triângulo que tem: um lado que é o segmento que une a posição 0 à posição 1 (1^o ponto ao 7^o ponto da trajetória do Puck), o segundo lado que é o segmento que une o centro C à posição 0 e o terceiro lado que é o segmento que une o centro C à posição 1.

• Obtenha a altura (h) do triângulo que é obtida traçando uma perpendicular do vértice ao lado oposto (base b) ao vértice
• Meça as alturas e as bases e coloque estes valores na tabela 7.1
• Calcule as áreas dos triângulos ( A_triângulo = ( b * h ) / 2 ) e coloque estes valores na tabela 7.1

Figura 7.7 - Medida das áreas A₁, A₂, A₃ dos triângulos.

Questões

• Calcule o valor médio das áreas encontradas na tabela 7.1.
• Da sua compreensão da 2^a Lei de Kepler, os resultados das áreas obtidos na tabela 7.1 são os esperados? Justificar a resposta.
• As velocidades do PUCK, quando está próximo ao centro de força, são maiores ou menores que as velocidades do PUCK afastado do centro de força? Justificar a resposta sem fazer cálculos, observando apenas a trajetória do PUCK.
• Dê resumidamente as conclusões e sugestões para melhoria do experimento.