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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA/CAMPUS SÃO LUIS BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA – BICT DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I PROFESSOR: IGOR TORRES LIMA. EXPERIMENTO II: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV) São Luís 2023 CAIO VINICIUS RODRIGUES LOBATO CAMILA SANTOS FERREIRA DANIELE MARIA CARVALHO DA SILVA ELIEZIO DE SOUSA COSTA FILHO EXPERIMENTO II: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV) Relatório submetido a disciplina de Física Experimental I como obtenção de título de obtenção de nota do experimento realizado devido título citado no trabalho. Orientador. Prof.: Igor Torres Lima São Luís 2023 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO 2 OBJETIVO 3. PROBLEMA PROPOSTO 4.MATERIAIS E METÓDOS 4.1 Fundamentação teórica 4.2 Materiais Utilizados nos experimentos 4.3 Procedimentos experimentais 4.4 Resultados 5. CONCLUSÃO REFERÊNCIAS 1. INTRODUÇÃO O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é aquele que é realizado em linha reta, por isso é chamado de retilíneo. Além disso, apresenta variação de velocidade sempre nos mesmos intervalos de tempo. Uma vez que varia da mesma forma, o que revela constância, o movimento é chamado de uniformemente variado. A trajetória reta desse movimento pode ocorrer na horizontal ou na vertical. 2. OBJETIVOS 2.1 Geral O conjunto desta aula pratica experimento e relatório tem por sua vez como objetivo mostrar e aprimorar a visão do aluno no que diz respeito á metodologia no processo de observação e amostragem dos dados recolhidos. 2.2 Especifico Na conclusão do experimento o aluno deverá estar qualificado a compreender o funcionamento prático e teórico sobre o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV). 3. PROBLEMA PROPOSTO O objetivo com a elaboração do relatório em descrever os valores medidos durante os experimentos de MRUV, além de criar a relação teórica/pratica com a finalidade de constatar as diferenças entre os ângulos de lançamentos e o tempo para percorrer a reta, aliado as fórmulas apresentadas em aula. 4. MATERIAIS E MÉTODOS O movimento retilíneo é a forma mais simples de deslocamento, por ocorrer ao longo de uma reta, seja ela horizontal, como é o caso do movimento de um carro, seja ela vertical, como é o caso da queda ou lançamento de um objeto. Como você pode perceber tudo ocorre em uma dimensão, podendo dispensar o tratamento vetorial mais rebuscado. Esse movimento é tratado em termos de grandezas escalares, tendo cuidado em analisar os sentidos de velocidades e as mudanças de sinais que são frequentes quando o eixo de referência é redefinido. Primeiramente temos o Movimento retilineo Uniforme (MRU), que são movimentos que possuem aceleração escalar instatanea constante (e não nula). No MRU, a variação da velocidade ∆V é diretamente proporcional ao intervalo de tempo ∆T. Essa proporcionalidade significa que no MRU, a velocidade escalar apresenta variações iguais em intervalos de tempos iguais. Com isso conseguiremos definir o MRUV como, movimemto que segue uma trajetória retilinea e apresenta uma mudança uniforme no modulo da velocidade(seja ela positiva ou negativa). Esse movimento tem aceleração diferente de zero e constante, sendo que a velocidade do corpo aumenta ou diminui de forma uniforme durante o percurso. Quando o corpo apresenta um aumento do modulo da velocidade pode ser chamado de movimento acelerado. Com isso é observado que a diferença entre o MRU e o MRUV e a questão da aceleração constante, e a sua velocidade varia uniformemente de acordo com o tempo e o espaço percorrido e o espaço percorrido e portanto aumenta proporcionalmente ao quadrado do tempo. A partir da formula da aceleração instantânea, conseguimos obter a formula do movimento retilineo uniforme: 4.1 Materiais utilizados no Experimento • Plano inclinado com ajuste regular; • Cronômetro / sensor de tempo; • Esfera; • Cilindro. 4.2 Procedimentos Experimental 4.2.1Ajuste o ângulo do plano inclinado para 2°; 4.2.2Posicione a esfera na parte superior do plano inclinado. Quando estiver preparado solte a esfera medindo com o cronômetro o tempo necessário para que ela alcance a parte inferior do plano; 4.2.3Anote os resultados na tabela abaixo; Tabela 1 4.4. Utilizando os valores obtidos na Tabela 1, determine o valor da velocidade média do móvel deste deslocamento, utilizando a fórmula: Vm =∆s/∆T. Tabela 2 Ângulo Vm1 (cm/s ) Vm 2 Vm 3 vm 4 Vm 5 Vm 6 Deslocame nto (cm) ø = 4º 33,092 31,572 31,663 32,163 32,757 31,791 55 Tempo Deslocamento t1 55 cm t2 55 cm t3 55 cm t4 55 cm t5 55cm t6 55 cm Média 55 cm ø= 6º 44,000 44,390 44,247 44,070 43,789 44,035 55 ø = 8º 52,331 52,182 53,037 51,837 52,935 53,191 55 ø = 10º 59,459 59,847 60,043 60,175 59,847 59,331 55 ø = 12º 65,947 66,185 66,344 66,026 66,344 65,554 55 ø = 14º 73,138 71,151 70,512 73,431 72,847 73,627 55 4.5 com a informação obtida no item 4.4 determine o valor da velocidade da esfera (v2) quando esta encontra-se na extremidade da rampa utilizando a fórmula: Vm = v1 + V2 /2. Tabela 3 Ângulo V2(c m/s) V2 V2 V2 4 V2 5 V2 Vo (cm/s) ø = 4º 66,184 66,144 66,326 64,326 65,514 65,582 0 ø= 6º 88 88,78 88,494 88,14 89,578 88,07 0 ø = 8º 104,662 104,369 106,074 103,674 105,87 105,87 0 ø = 10º 118,918 119,694 119,694 120,086 119,694 118,662 0 ø = 12º 131,894 132,037 132,668 132,276 132,302 132,423 0 ø = 14º 146,276 142,302 142,024 146,862 145,694 147,254 0 4.6 Com o valor da velocidade encontrado no item 4.5, determine o valor da aceleração média da esfera utilizando a fórmula: am = v2 –v1/ t2-t1. Tabela 4 Ângulo Am1( cm/s²) Am 2 Am 3 Am 4 Am 5 Am 6 ø = 4º 39,822 66,144 66,326 64,326 65,514 65,582 ø= 6º 88 88,78 88,494 88,14 89,578 88,07 ø = 8º 104,662 104,369 106,074 103,674 105,87 105,87 ø = 10º 118,918 119,694 119,694 120,086 119,694 118,662 ø = 12º 131,894 132,037 132,668 132,276 132,302 132,423 ø = 14º 146,276 142,302 142,024 146,862 145,694 147,254 4.7 Repita os passos anteriores ajustando o ângulo do plano inclinado para os valores indicados na Tabela 2. Em seguida, realizando as mesmas operações anteriores, determine o valor da grandeza na Tabela 3. Tabela 5 Ângulo t1 t2 t3 t4 t5 t6 média Desvio padrão ø = 4º 1,662 1,742 1,737 1,710 1,679 1,730 1,710 0,025 ø= 6º 1,250 1,239 1,248 1,243 1,256 1,249 1,247 0,006 ø = 8º 1,051 1,054 1,037 1,061 1,039 1,034 1,046 0,010 ø = 10º 0,925 0,919 0,916 0,914 0,919 0,927 0,920 0,005 ø = 12º 0,834 0,831 0,829 0,833 0,829 0,839 0,832 0,003 ø = 14º 0,752 0,733 0,780 0,749 0,755 0,747 0,759 0,014 Tabela 6 1. Questões Sobre o experimento: 5.1. Com as informações apresentadas nas tabelas construa um gráfico da aceleração em função do ângulo do plano inclinado; com base no gráfico e no experimento realizado qual seria o valor da aceleração se o ângulo do plano inclinado fosse igual a 90°. Gráfico 1 5.2. Calcule o erro percentual do valor da aceleração para um ângulo de 90° obtido através do gráfico e o valor real conhecido para este caso. Discuta a diferença do valor encontrado. Ep= 5.3. Utilizando o valor da aceleração encontradopara 𝜃 = 6𝑜, construa um gráfico da velocidade em função do tempo. Que tipo de dependência entre velocidade e tempo foi obtida neste gráfico? Aceleração (cm/s²) Ângulo 70,4 6º 71,654 6º 70,908 6º 70,909 6º 0,882 1,436 1,948 2,544 3,074 3,629 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4 6 8 10 12 14 Aceleração média 70,523 6º 70,512 6º R= Com o mesmo ângulo , pode-se ter diferentes acelerações com a variação da velocidade e do tempo. 5.4- Utilizando o valor da aceleração encontrado para 𝜃 = 6𝑜, construa um gráfico da posição em função do tempo. Que tipo de dependência entre posição e tempo foi obtida neste gráfico? 5.5- O ângulo de inclinação influencia o valor da aceleração do objeto? Explique. R= sim, pois quanto mais inclinado estiver o plano, maior vai ser a aceleração. 5.6- O que pode contribuir para os erros de medição neste experimento? R= o erro do operador, a posição de lançamento da esfera, o ponto de lançamento, o atrito, assim como o ambiente. 5. Questões Gerais: 5.7- Qual o significado físico da tangente de qualquer ponto da curva do gráfico velocidade em função do tempo? R= Aceleração instantanea 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 6 Título do Gráfico Aceleração (cm/s²) Ângulo 5.8- Qual o significado físico da tangente do gráfico posição em função do tempo? Qual o físico da área sobre a curva? R = Velocidade Instantanea, o deslocamento, visto que área é nuemricamente igual a variação da posição 5.9- Deduza a expressão abaixo e explique por que ela só é válida para um MRUV. 𝑣𝑚 = 𝑣1 + 𝑣2/2. A= ∆s = v1 +v2/2 *(t2-t1) : . ∆s= v1+v2/2 * ∆T : . ∆s/∆T= v1 + v2/2 ;. Vm = v1 + v2/2 5 CONCLUSÃO Ao realizarmos o experimento foi possível visualizar na prática como funciona na pratica o MRUV e compreender o mesmo. Além de determinados a velocidade média e aceleração média nos intervalos de tempos com ângulos de 2º a 14º, pudemos notar o quanto o ângulo interfere nos valores, assim como o conhecimento que foi adquirido em sala de aula com a execução do experimento adotando os princípios do MRUV. Com isso conseguimos retomar os estudos de aceleração, velocidade média, velocidade instantânea, posição inicial, posição final, e ângulo de inclinação. O que é fundamental em todos os estudos do MRUV. Desta forma, é valido ressaltarmos a importância desses estudos experimentais para maior evidenciação de como o meio está atuando em constantes processos que por muitas vezes são deixados de lado por serem considerados atos banais, mais a sua descoberta e aprofundamento de estudos propiciou um enorme avanço para a ciência. REFERENCIAS Http://www.uezo.rj.gov.br/. HELERBROCK, Rafael. "Movimento uniformemente variado"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-uniformemente- variado.htm. Acesso em 19 de abril de 2023. http://www.uezo.rj.gov.br/
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