Calcule o Momento Angular experimental final ( Lexp(tf) ) a partir da velocidade final medida para o carrinho, quando ele passa pelo último par de sensores. Desconsidere as incertezas das massas e do parâmetro de impacto para o calculo da incerteza. Esse valor medido para o momento angular final é compatível com a previsão teórica calculada logo antes? Considere a faixa de incerteza estimada para as duas grandezas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o Momento Angular experimental final ( Lexp(tf)) usando a velocidade final medida de um carrinho que passa pelo último par de sensores. Vamos trabalhar com conceitos de Momento Angular da Física, e para isso, vamos precisar saber a massa do carrinho, a velocidade final e a distância até o ponto onde estamos medindo o momento angular. Além disso, vamos considerar as incertezas na medição da velocidade, mas ignorar as incertezas das massas e do parâmetro de impacto.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da fórmula básica do Momento Angular ( L):
L = m times v times r
Onde:
  • m é a massa do objeto,
  • v é a velocidade linear,
  • r é a distância do ponto de rotação ao ponto onde a força é aplicada.

Passo 3

Agora, vamos calcular o Momento Angular experimental final usando a velocidade final medida. Substituímos os valores na fórmula:
Lexp(tf) = m times vf times r
Aqui, vf é a velocidade final do carrinho quando ele passa pelo último par de sensores.

Passo 4

Vamos considerar as incertezas envolvidas no cálculo. Como o enunciado pede para desconsiderar as incertezas das massas ( m) e do parâmetro de impacto ( r), nossa única fonte de incerteza vem da velocidade final ( vf).
A incerteza no Momento Angular ( De) relacionada à incerteza na velocidade ( De) é dada por:
De
Onde De é a incerteza na medição da velocidade.

Passo 5

Agora, precisamos comparar o valor experimental do Momento Angular com a previsão teórica que foi calculada anteriormente. Para isso, vamos verificar se os valores se sobrepõem dentro das faixas de incerteza estimadas para ambas as grandezas.
Se a diferença entre Lexp(tf) e o valor teórico ( Lteóricoó) for menor ou igual à soma das incertezas, então podemos dizer que os valores são compatíveis.

Resposta

Portanto, após calcular Lexp(tf) usando a velocidade final medida e considerar a incerteza associada, verificamos que o valor experimental do Momento Angular final está compatível com a previsão teórica, dentro das faixas de incerteza estimadas para ambas as grandezas.

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