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Física Teórica Experimental I Trabalho Estruturado III (Movimento Retilíneo Uniforme) Física Teórica Experimental I Introdução Iniciamos nosso experimento com uma síntese do que é movimento retilíneo uniforme (MRU); é descrito como um movimento de um móvel em relação a um referencial, movimento este ao longo de uma reta de forma uniforme, ou seja, com velocidade constante. Diz-se que o móvel percorreu distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. No MRU a velocidade média assim como sua velocidade instantânea é igual. Função Horária que define o MRU Inicialmente consideramos que para definirmos a velocidade de um móvel no MRU, basta “trabalharmos” com a principal fórmula que descreve este movimento, vejamos; V=ΔS/ΔT Onde; Δs = variação de espaço ou descolamento Δt = variação de tempo, ou intervalo de tempo. 1) Exemplo: Um carro encontra-se no Km 32 -em relação a uma determinada rodovia- ao mesmo tempo o condutor verifica seu relógio ao qual o mesmo marca 13h. Posteriormente seu veículo encontra-se no km 160, novamente o condutor verifica seu relógio que marca 14h: 30min. O condutor, um amante da cinemática resolve calcular sua velocidade, considerando a mesma constante durante todo o percurso. Qual foi o valor da velocidade calculada? Resolução: Primeiramente devemos identificar que o movimento é retilíneo uniforme, agora podemos aplicar a fórmula prática da velocidade no MRU. V = ΔS/ΔT ΔS = 160 km - 32 km =128 km ΔT = 14,5h - 13h = 1,5h Logo: V = 128 km / 1,5h = 85,3km/h Agora vamos considerar que um móvel em MRU desloca-se de uma posição inicial so no instante to=0s (origem do tempo) até uma posição s num instante posterior denominado t com uma velocidade v. Vamos calcular a velocidade “v” desse móvel considerando o movimento retilíneo uniforme. �� V = ΔS/ΔT → V = s - so / t-to → Como to = 0s V = s-so / t → “Isolando” s → S = so + vt Pronto! Essa fórmula define a função horária do MRU. Movimento Progressivo e retrógrado Devemos lembrar sempre que, só há movimento (deslocamento) se existir velocidade. Movimento progressivo: quando o deslocamento do móvel segue a orientação positiva da trajetória retilínea orientada, ou seja, v > 0. 1) Exemplo: Dado a função horária do movimento retilíneo uniforme. S = 4 + 6t O movimento é progressivo uma vez que 6 > 0 �� Movimento retrógrado: Quando o deslocamento do móvel segue a orientação contrária da trajetória retilínea orientada, ou seja, v < 0. 2) Exemplo: A função s = 6 - 30t caracteriza-se um MRU retrógrado uma vez que -30 < 0. �� OBJETIVO O objetivo deste experimento é verificar o encontro de 2 (dois) moveis, uma esfera e uma bolha d’água, em MRU com sentidos opostos sobre a mesma trajetória, através da distância e do tempo percorrido, para obter o tempo e a distância no exato momento do encontro entre os 2 (dois). Desenvolvimento Na introdução obtemos conhecimentos básicos sobre MRU e aplicamos, em nossa experiência observamos a bilha e a bolha e realizando experiências chegamos à obtenção de alguns dados, veja a seguir os dados obtidos. Bilha S em (metros) T em (segundos) Velocidade média (Metros / Segundos) 0 – 100 4,69 23,32 0 – 200 9,50 21,05 0 – 300 14,69 20,42 0 - 400 19,75 20,25 Bolha S em (metros) T em (segundos) Velocidade media (Metros / Segundos) 0 – 100 - 4,41 22,67 0 – 200 - 9,69 20,63 0 – 300 - 15,31 19,69 0 - 400 - 23,44 17,06 Encontro bolha – bilha S em (metros) T em (segundos) Ponto de Encontro 0 – 400 10,72 399,98 Cálculo do Tempo de Encontro 20,25T = 400 – 17,06 → 20,25T + 17,06T = 400 → 37,31T = 400 T = 400/37,31 → T = 10,72seg. Cálculo do Ponto de Encontro P = 20,25 * 10,72 = 217,08 → X = 400 + 17,06 * 10,72 = 582,88 2P = 217,08 + 582,88 → 2P = 799,96 → P = 799,96 / 2 P = 399,98 mm Conclusão No estudo do M.R.U., é analisada a trajetória de uma partícula em uma dimensão, com velocidade constante e aceleração diferente de zero. Neste trabalho, a partir de experimento, foi possível achar a equação para o tempo de encontro apenas “arrumando” a expressão para a função horária do movimento. Assim, pode-se calcular o tempo para o encontro e a posição onde o mesmo teoricamente ocorre. Satisfatoriamente, o tempo de encontro medido e calculado, assim como o ponto para o mesmo teve resultados bastante próximos, mostrando a preocupação na hora do experimento para alcançar os resultados e estes, foram dentro da margem de erro, o que traduz a boa execução do experimento. Neste experimento realizado, vi o movimento retilíneo uniforme, onde a velocidade é a mesma razão entre o espaço e o tempo no gráfico do MRU. Os diferentes resultados nas medições foram obtidos por influências externas que modificam a velocidade padrão do experimento, ocorrendo pequenas variações nas medições. Professor: Miguel Jorge Augusto Ramos Alunos: Jose Carlos Silva da Conceição Guilherme Alves Magalhães Luan Souza Luan Moreira de Sousa
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