Investigação experimental da lei de Stokes em discos: uma abordagem de baixo custo por vídeo-análise de oscilações amortecidas

• Published in: Revista Brasileira de Ensino de Física Vol. 43
• Main Authors: Pereira, L. O., Ferreira, D. S. R., Freitas, R. P., Pimenta, A. R., Felix, V. S., Gonçalves, E. A. S., Dutra, R. S.
• Format: Journal Article
• Language: Portuguese
• Published: Sociedade Brasileira de Física 2021
• Subjects: Experimento de baixo custo; lei de Stokes; vídeo-análise
• ISSN: 1806-1117; 1806-1117; 1806-9126
• DOI: 10.1590/1806-9126-rbef-2020-0498

Neste trabalho apresentamos uma atividade de baixo custo que visa a investigação da força de arrasto, que atua na geometria de um disco, através das oscilações amortecidas de um sistema massa-mola. Utilizando discos de papelão de diferentes raios e controlando a massa do sistema oscilatório, mantendo-a fixa, estudamos a influência da variação exclusiva da magnitude da força de arrasto na dinâmica desse sistema, por meio da variação do raio do disco, mantendo todos os outros parâmetros acessíveis do sistema fixos. A técnica de vídeo-análise é utilizada para rastrear o movimento do sistema, levando o estudante a investigar e a extrair conclusões acerca da dependência funcional da força de atrito viscosa com o raio do disco, bem como a obter a constante elástica da mola e uma estimativa para a espessura dos discos. In this work we present a low-cost activity that aims to investigate the drag force, which acts on the geometry of a disc, through the damped oscillations of a mass-spring system. Using cardboard disks of different radii and controlling the mass of the oscillatory system, keeping it fixed, we studied the influence of the exclusive variation of the magnitude of the drag force on the dynamics of this system, by varying the radius of the disk, keeping all the others fixed system accessible parameters. The video analysis technique is used to track the movement of the system, leading the student to investigate and draw conclusions about the functional dependence of the viscous frictional force with the radius of the disk, as well as to obtain the spring elastic constant and an estimate for the thickness of the disks.