Relatório física 1

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INGÁ
AGRONOMIA
EXPERIMENTO DE MRUV- MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO/ ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE
ACADEMICO:Joyce ferreiraa R.A:406900 TURMA: 01 PROFESSORA: Lilian Tupan
Pólo de moreira sales/Pr
Maringá 2020
INTRODUÇÃO
Movimento retilíneo uniforme é descrito como movimento de um móvel em relação a um referencial, movimento este ao longo de uma reta uniforme, ou seja, com a velocidade constante, no experimento executado isso foi feito em um trilho de ar para eliminar um pouco do atrito do carro em relação a pista, o trilho expele ar para que o carro fique suspenso, a ideia de eliminar o atrito do carro é para que os dados do experimento forneçam uma velocidade constante independente da distância percorrida por ele no trilho. Em um movimento Retilíneo uniforme temos a Energia cinética constante.
Aceleração é a grandeza física que mede a variação da velocidade de um móvel em função do tempo. Se a velocidade do móvel muda de maneira uniforme, a sua aceleração é constante, e o seu movimento é uniformemente variado. Caso a velocidade do móvel mude aleatoriamente, o seu movimento é variado. Além disso, o movimento em que há o aumento da velocidade é chamado de acelerado, enquanto o movimento no qual ocorre a diminuição da velocidade é chamado de retardado.
Já a velocidade de um corpo é dada pela relação entre o deslocamento de um corpo em determinado tempo, grandeza que mede o quão rápido um corpo se desloca. Dividem-se em dois principais tópicos: velocidade média e velocidade instantânea. É considerada uma grandeza vetorial, ou seja, tem um módulo (valor numérico), uma direção (Ex.: vertical, horizontal) e um sentido (Ex.: para frente, para cima). Porém, para problemas elementares, onde há deslocamento apenas em uma direção, o chamado movimento unidimensional, convém tratá-la como uma grandeza escalar (com apenas valor numérico).
O objetivo desta experiência é estudar o movimento de um corpo. 
OBJETIVOS 
O objetivo desse experimento é analisar e estudar o movimento de um corpo sob ação de uma força conhecida , na ausência de atrito, e verificar a aceleração produzida por esse corpo. Além de visualizar com maior precisão a velocidade que pode ser em casas decimais.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é o movimento que ocorre com velocidade constante em uma trajetória reta. Desta forma, em intervalos de tempos iguais o móvel percorre a mesma distância. 
 O valor do tempo médio é encontrado somando os três tempos e dividindo por 3.
𝑇𝑚=𝑇1+𝑇2+𝑇33
3
Já o valor do tempo médio ao quadrado se encontra pela formula: 
𝑇𝑚2.𝑇𝑚2.
A aceleração é a taxa de variação da velocidade, é uma grandeza vetorial de dimensão comprimento/tempo² ou velocidade/tempo, a equação para descobrir o valor da aceleração é: 
𝑎=2Δ𝑥
𝑇𝑚2 .
E a velocidade é a relação entre uma determinada distância percorrida e o tempo gasto para percorrer essa distância, esse trajeto é medido em metros e o tempo em segundos, e a formula para chegar no resultado é: 
𝑉=𝑎.𝑇𝑚
MATERIAIS E MÉTODOS
• Cronometro digital; 
• Unidade de fluxo de ar
• Sensores fotoelétricos; 
• Massa de 20gr 
• Trilho de ar; 
• Carrinho para testes em trilho de ar
• Suporte de 9 gr para massa; 
• Eletro imã 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
Foi realizado um experimento com trilho de ar a fim de demonstrar o Movimento Retilíneo Uniforme, primeiramente foi realizado o nivelamento do trilho de ar, junto ao trilho ficava acoplada uma unidade de fluxo de ar onde a mesma foi regulada em certa pressão e não foi mais desligada até o fim do experimento para evitar alterações nos resultados, posteriormente foi confeccionado um ponto de parada para o suporte e a massa onde permitia que os mesmos caíssem, o suporte e a massa estavam ligados ao carrinho por um barbante, necessários para aceleração uniforme do carrinho em todos os testes, o carrinho ficava ligado a um eletro imã que quando deligado liberava o carrinho e o suporte com a massa caia puxando o carrinho para percorrer o trilho, o desligamento do eletro imã era acionado no cronômetro digital, quando acionado o cronômetro o carrinho percorria o trilho e passava pelo sensor fotoelétrico nesta passagem o cronômetro dava o tempo exato que o carrinho levou para percorrer entre o ponto de partida e a posição do sensor. Foram realizados três testes em seis distancias diferentes 0,74m, 0,69m, 0,64m, 0,59m e 0,54m. O carrinho sempre partia da posição zero que era 0,26m no trilho de ar, o sensor fotoelétrico ficou posicionado em 5 diferentes posições, 1,0m, 0,95m, 0,90m, 0,85m, 0,80m, a fim de obter o tempo médio que o carrinho levou para percorrer cada distância e sua aceleração.
RESULTADO: 
Segue abaixo tabela com os resultados do experimento.
	X0(m)
	x(m)
	Δx(m)
	T1(s)
	T2(s)
	T3(s)
	Tm(s)
	Tm2(s2)
	A(m/s2)
	V(m/s)
	0
	0,1
	0,1
	0,363
	0,362
	0,363
	0,363
	0,132
	1,516
	0,550
	0
	0,2
	0,2
	0,515
	0,511
	0,518
	0,515
	0,265
	1,51
	0,778
	0
	0,3
	0,3
	0,631
	0,631
	0,63
	0,631
	0,398
	1,508
	0,952
	0
	0,4
	0,4
	0,73
	0,731
	0,729
	0,730
	0,533
	1,504
	1,098
	0
	0,5
	0,5
	0,814
	0,813
	0,813
	0,813
	0,661
	1,512
	1,229
	0
	0,6
	0,6
	0,892
	0,891
	0,892
	0,892
	0,796
	1,508
	1,345
Após obter-se o tempo médio para as respectivas posições do carrinho no trilho do ar, a aceleração foi calculada pela equação:
 (o carrinho partiu do repouso)
x = 0,1
x = 0,2
x = 0,3
x = 0,4
x = 0,5
x = 0,6
E em seguida o gráfico do experimento 1:
Destaca-se que quanto mais inclinada for a reta em relação ao eixo do tempo, maior será a aceleração do corpo.
O valor da área abaixo da linha do gráfico equivale à distância total percorrida pelo corpo durante o período de tempo t.
A prática foi realizada com a intenção de entender o MRU, assim mostrando que o movimento não tem variação em seu percurso, ou seja, a velocidade média sempre vai ser a mesma não importa a distância percorrida a velocidade vai ser sempre constante. 
Os resultados obtidos foram satisfatórios e tiveram pequenas variações, sendo a possível causa ter sido dada por desgastes no equipamento, pois o mesmo já tem muito tempo de uso. 
CONCLUSÃO 
Diante dos resultados obtidos podemos perceber que a velocidade variou e a aceleração se manteve praticamente constante, algumas variações devidas as falhas do experimento. Contudo, conclui-se que a prática foi satisfatória, e observa-se que o gráfico velocidade em função do tempo, mostra uma reta, pois a aceleração é constante, com base nesses resultados prova-se que o movimento é uniformemente variado, pois o intervalo de posição é constante, a velocidade varia de maneira uniforme em relação ao tempo e a aceleração é basicamente constante na média de 1,5 m/s2, provando pela inclinação da reta em todo intervalo de tempo.
EXPERIMENTO 2:
ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE
INTRODUÇÃO 
Ao redor da Terra atua uma região conhecida como campo gravitacional. Ele tem como principal objetivo atrair todos os corpos para o centro da Terra. Essa atração acontece por meio da influência de uma força, a força gravitacional. Qualquer corpo pode sofrer a influência dessa força. Segundo Newton, isso acontece porque o peso do corpo sempre está dirigido para o centro da Terra. Quando os corpos chegam ao campo gravitacional, sofrem variação em sua velocidade, porque adquirem aceleração, aqui chamada de aceleração da gravidade, representada pela letra g. Ou conhecida também como queda livre.
Então a aceleração gravitacional é, basicamente, a aceleração na qual um corpo de determinada massa fica submetido por algum outro corpo de massa extremamente maior (planeta, lua, estrela – dado o alto valor das massas desses corpos). Sendo assim, a aceleração da gravidade pode ser definida como o aumento gradativo da velocidade, a cadainstante de tempo, que um corpo sofre caso estivesse em queda livre (liberado de um ponto mais alto, a partir do repouso). Neste último caso, apesar de ser considerada constante, será explicado logo mais que a aceleração gravitacional vai variar conforme o movimento do corpo aconteça.
Portanto o objetivo desta experiência é estudar e calcular a aceleração da gravidade.
OBJETIVO
Iremos analisar a aceleração da gravidade; 
Calcular através de fórmula e experimentos a aceleração;
Discutir os resultados obtidos. 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para se chegar no resultado da aceleração da gravidade do experimento 2, utilizamos as seguintes equações: 
Novamente para se chegar no tempo médio utilizamos a equação: 
𝑇𝑚=𝑇1+𝑇2+𝑇3
3
A gravidade abaixo representada pela letra g e sua equação:
E a velocidade é a relação entre uma determinada distância percorrida e o tempo gasto para percorrer essa distância, esse trajeto é medido em metros e o tempo em segundos, e a formula para chegar no resultado é: 
𝑉=𝑎.𝑇𝑚
E por fim calculamos o erro do experimento para ter certeza de que ele deu certo: 
MATERIAIS E MÉTODOS: 
· Cronometro digital; 
· Sensores 
· Esfera; 
· Eletro imã 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
O experimento foi realizado para descobrir a aceleração da gravidade local, em queda livre foi colocado uma esfera na ponta do eletro imã e depois acionado o cronometro digital, assim que a esfera passa pelo sensor o tempo é anotado para depois serem feitos os cálculos.
RESULTADO 
Segue abaixo a tabela e o gráfico com os resultados do experimento.
Tabela – Resultados obtidos 
	x0(m)
	x(m)
	Δx(m)
	T1(s)
	T2(s)
	T3(s) 
	Tm(s)
	Tm2(s2)
	g(m/s2)
	V(m/s)
	Erro
	0
	0,2 
	0,2 
	0,202 
	0,203 
	0,201
	0,202
	0,041
	9,756 
	1,970
	0,4
	0
	0,3 
	0,3 
	0,247 
	0,248 
	0,249
	0,248
	0,061
	9,836
	2,440
	0,3
	0
	0,4 
	0,4 
	0,285 
	0,285 
	0,288
	0,286
	0,082
	9,756
	2,790
	0,4
	0
	0,5 
	0,5 
	0,319 
	0,316 
	0,317
	0,317
	0,100
	10,00
	3,170
	2
	0
	0,6 
	0,6 
	0,349 
	0,352 
	0,347
	0,349
	0,122
	9,836
	3,432
	0,4
Gráfico – Resultados obtidos 
Pela inclinação da reta chegamos ao resultado da gravidade valendo g = 9,9 m/s2.
É possível ver uma variação significativa na velocidade, pois quando o corpo chega ao campo gravitacional, sofre variação em sua velocidade, porque adquirem aceleração, aqui chamada de aceleração da gravidade. O experimento foi positivo, pois os resultados deram valores aproximados à 9,8 , algumas variações devido ao atrito, resistência do ar, entre outros fatores físicos, mas a margem de erro ficou inferior a 5%, na verdade inferior a 1%, dentro do permitido para aulas práticas laboratoriais. Por fim, o erro foi de apenas 0,2% , um excelente resultado.
CONCLUSÃO
	Conclui-se que em uma aula prática, não devemos fazer uma única tentativa e se basear nos dados obtidos, deve-se realizar por diversas vezes, sempre tentando diminuir os efeitos físicos, para obtermos um bom resultado. Nessa prática a conclusão foi satisfatória, onde obtiveram respostas muitos próxima ao valor real da constante gravitacional da Terra.
EXPERIMENTO 3:
TERMODINÂMICA 
Termodinâmica é parte da Física que estuda as leis que regem as relações entre calor, trabalho e outras formas de energia, mais especificamente a transformação de um tipo de energia em outra, a disponibilidade de energia para a realização de trabalho e a direção das trocas de calor.
Ou seja, ela estuda como a variação da temperatura, da pressão e do volume interfere nos sistemas físicos. 
A máquina térmica é um dispositivo que modifica a energia interna de um combustível em energia mecânica. Também pode ser definida como um dispositivo que converte calor em trabalho. Nas máquinas térmicas operadas pela queima de combustíveis seu funcionamento é baseado no aumento da energia interna das substâncias envolvidas e no trabalho realizado, tanto o trabalho, com a energia interna dependem da quantidade de energia em forma de calor que for transferida à substância.
O início do experimento ocorreu com a introdução de um suporte com fonte de calor, que serviu para aquecer o fluído de água num recipiente, quando ocorre o aquecimento da água é observado uma mudança de estado físico, a água deixa de ser líquida e passa a possuir o estado gasoso. O gás ao tentar sair do recipiente é encaminhado por meio de uma tubulação e aciona a movimentação do pistão que se encontra acoplado a um dínamo, que consequentemente irá produzir energia elétrica. Quando o vapor é transportado pela tubulação, provoca a movimentação do pistão que se encontra acoplado ao dínamo, e assim realizando a transformação da energia mecânica para energia elétrica.
REFERÊNCIAS 
AZEVEDO, M. C. P. S. Ensino por investigação: Problematizando as atividades em sala de aula. In: CARBALHO, A. M. P. (org). Ensino de Ciências: Unindo a pesquisa e a prática. São Paulo: Cengage Learning, 2009
BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. PCN+: orientações educacionais complementares aos parâmetros curriculares nacionais. Ensino médio: ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC, 2002.
CARVALHO, A. M. P. Calor e Temperatura. Um Ensino por Investigação. São Paulo: Editora livraria da Física, 2014.
HALLYDAY, D., RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física: gravitação, ondas e termodinâmica, 8. Ed. Vol. 2 São Paulo LTC, 2008.
MOURA, F. A; MANDARINO, P. H. P. Ensino de Física por Investigação: relato de caso sobre uma Sequência Didática de aulas experimentais no Ensino de Empuxo. In: resumos do II Congresso Nacional de Pesquisa e Ensino em Ciências. Campina Grande, 2017.
STEINBRUCH, A. WINTERLE, P. Geometria Analitica.2. Ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 1987.
TIPLER, PAUL A; MOSCA GENE. Física para cientistas e engenheiros. 6. Ed. Vol. 1. LTC, 2009.
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Velocidade x Tempo 
Velocidade	0.21000000000000002	0.24800000000000003	0.28600000000000003	0.31700000000000006	0.34900000000000003	1.9700000000000002	2.44	2.79	3.17	3.4319999999999995	Tempo (s)
Velocidade (m/s)
Velocidade x Tempo
Velocidade	0.3630000000000001	0.51500000000000001	0.63100000000000012	0.73000000000000009	0.81299999999999994	0.89200000000000002	0.55000000000000004	0.77800000000000014	0.95200000000000007	1.0980000000000001	1.2289999999999999	1.345	Tempo (S)
Velocidade (m/s)