Movimento retilíneo com aceleração constante

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
BELO HORIZONTE
Relatório Aula Prática
Disciplina: Física Experimental Mecânica Prof.: Hélio Chacham
Curso: Química Turma: PS2
Laboratório de Física Experimental Mecânica
	(Prática 7: Movimento retilíneo com aceleração constante)
Integrantes: Gabriela Soares
 José Amâncio Vieira Neto
 
1. Introdução
O relatório a seguir apresenta os resultados referentes à prática de descrição do movimento retilíneo de corpos com aceleração constante, realizada no dia 22 de maio de 2018 no Laboratório de Física Mecânica do Instituto de Ciências Exatas da UFMG, em Belo Horizonte, sob a orientação do docente Hélio Chacham.
Decorrendo da Segunda Lei de Newton estabelece-se que a aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional a resultante das forças que atuam sobre ele:
Sendo m a massa do corpo em kg e a a aceleração do corpo em m/s2.
Assim sendo, a prática visa, através de um aparato experimental, reduzir a atuação da força de atrito, de modo a testar as aplicações dessa lei em um plano horizontal e em um inclinado.
2. Objetivos
O experimento consistiu na construção de dois sistemas. No primeiro, os corpos descrevem um movimento retilíneo com aceleração constante, presos por uma corda. Um dos corpos está sob um plano horizontal e o outro dependurado pela corda. No segundo sistema, analogamente, os corpos descrevem um movimento retilíneo com aceleração constante, porém um dos corpos está sob um plano inclinado enquanto o outro está fora do plano, também preso por uma corda. Os sistemas estão mostrados nas figuras a seguir.
O objetivo da prática foi determinar a aceleração adquirida pelo corpo durante o movimento em cada um dos sistemas, com o auxílio das equações:
(1) a = m2. g. (m1 + m2)^-1, sendo m1 a massa do carrinho e m2 a massa dependurada
(2) x(t) = x0 + v0. t + ½. at^2, sendo x0 e v0 a posição e a velocidade iniciais do bloco, respectivamente.
3. Métodos
Para a realização da prática foram utilizados os seguintes equipamentos:
· Computador;
· Interface;
· Sensor de movimento (sensibilidade 0,02 mm);
· Trilho de ar; 
· Massas ( m ≈ 10g e 50g);
· Suporte ( m ≈ 10g);
· Carrinho ( m ≈ 191g);
· Fio de algodão;
· 1 Régua;
A princípio escolheu-se uma relação entre as massas m1 e m2. Em seguida, configurou-se o programa de acordo com as instruções sobre a bancada para, então, realizar as medidas no primeiro sistema (Figura 1). 
O segundo sistema, com o plano inclinado, foi montado através da adição de um suporte ao primeiro sistema, de modo a formar um ângulo θ com a superfície, como ilustrado na Figura 2. O programa de coleta de dados foi configurado da mesma forma que no sistema anterior. 
Constatou-se que, com apenas uma massa no carrinho e uma massa dependurada, não era realizado o movimento. Assim, foram adicionadas mais uma massa no primeiro corpo e duas no segundo. Posteriormente ligou-se o trilho de ar e, através da aquisição e do ajuste de informações, obteve-se os gráficos que se encontram ao fim do relatório. 
4. Resultados
· Plano Inclinado
Após análise dos gráficos fornecidos pelo programa, foram obtidos os seguintes valores de aceleração:
	Grandezas
	Valor
	Incerteza
	Unidade
	adistância/incl.
	3,68
	±0,0026
	rad/s
	avelocidade/incl.
	0,176
	±2,2E-4
	m/s2
	aaceleração/incl.
	0,171
	±0,00
	m/s3
(1) Cálculo do ângulo
h= 25 cm 
c= 200 cm 
Θ=?
O sistema formado é um triângulo retângulo, no qual h é a altura e c o outro cateto, logo:
 
(2) Valor da aceleração teórico
· Plano Horizontal
Após análise dos gráficos fornecidos pelo programa, foram obtidos os seguintes valores de aceleração:
	Grandezas
	Valor
	Incerteza
	Unidade
	adistância/horiz.
	9,38
	±1,4E-3
	rad/s
	avelocidade/horiz.
	0,448
	±3,7E-4
	m/s2
	aaceleração/horiz.
	0,446
	±0,00
	m/s3
(1) Valor da aceleração teórico
(2) Cálculo da incerteza
| Δa / 0,481 | = | 0,200 / 203 | + | 0,0500 / 9,78 | 
Δa / 0,481 = 104 . 10^-3
Δa = 0,05
5. Conclusão
Conclui-se através da realização do experimento que o cálculo da aceleração por meio da segunda lei de Newton oferece valores próximos aos obtidos experimentalmente, considerando-se os valores das incertezas. 
Não obstante, mesmo diminuindo-se a atuação da força de atrito por meio dos trilhos de ar, o valor teórico não é idêntico, tendendo a superar a medida real, por conta da dificuldade de se reproduzir condições ideais para a atuação exclusiva das forças analisadas.
Universidade Federal de Minas Gerais
2018