Rel Fisica I (1)

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Universidade Federal de Itajubá
Instituto de Física e Química
FIS213
Física Experimental I
FIS213
MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL
Apresentação – data: ________________________ 
	 Equipe
	Matrícula
	Nome
	Assinatura
	
	27593
	Heverton Machado Soares
	
	
	27396
	Marcos P. Rabelo Ribeiro
	
	
	27338
	Valber Senna Custodio
	
 
Prof.ª Ana Claudia M. Carvalho
	
Índice
Introdução .................................................................................. pág. 1
Objetivos .......................................................................... pág. 2
Materiais .......................................................................... pág. 2
Procedimentos ........................................................................... pág. 2
2.1 Movimento no trilho horizontal ......................................... pág. 2
2.2 Movimento no trilho inclinado ........................................... pág. 3
3. Resultados ........................................................................................ pág. 3
4. Discussão .......................................................................................... pág. 7
5. Conclusão ......................................................................................... pág. 8
6. Bibliografia ........................................................................................ pág. 8
Introdução
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 são iguais.
Obs.: A velocidade instantânea refere-se a um determinado intervalo de tempo “t” considerado, definida matematicamente por; V=limΔt->0=Δs/Δt. 
O Movimento retilíneo uniformemente variado- também conhecido por MRUV-, demonstra que a velocidade varia uniformemente em razão ao tempo. O Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) pode ser definido como um movimento de um móvel em relação a um referência ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é sempre constante. Diz-se que a velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais. No MRUV a aceleração média assim como sua aceleração instantânea são iguais.
Obs.: A aceleração instantânea refere-se a um determinado intervalo de tempo “t” considerado, definida matematicamente por: α=limΔt->0=Δv/Δt. 
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.
Δt = variação de tempo.
 Função da velocidade determinada no MRUV
Para obtermos a função velocidade no MRUV devemos relembrar e aplicar o conceito de aceleração média.
αm=ΔV/Δt
Δv: Variação de velocidade
Δt: Variação de tempo
V=V0+at
Função Horária do MRUV
Sabendo-se que a aceleração no MRUV permanece constante podemos calcular a variação do espaço de um móvel no decorrer do tempo.
S=So+Vot+at2/2
Equação de Torricelli
Se substituirmos a equação V=vo+at na equação S=So+Vot+at2/2, teremos a equação de Torricelli
V2=v02+2αΔs
Objetivos
 A partir de medidas de deslocamento s e de tempo t de um carrinho sobre um trilho de ar retilíneo, o estudante deverá ser capaz de: 
Escrever as expressões gerais relativas ao movimento de um carrinho num trilho de ar horizontal, 
Escrever as expressões gerais relativas ao movimento de um carrinho num trilho de ar inclinado, 
Comparar valores medidos e calculados para o movimento uniformemente variado. 
1.2 Materiais
Trilho de Ar;
Tabela 1: Caracterização dos instrumentos de medição;
	
	Marca
	Modelo
	Faixa Nominal
	Precisão
	Erro
	Trena
	Cidepe
	EQ228
	1 ms à 99,999 s
	1 ms
	0,5 ms
	Cronômetro
	Brasfort
	
	1 mm à 3 m
	1 mm
	0,5 mm
	Paquímetro
	Digimess
	Stainless Hardened
	0.02 mm à 150 mm
	0.02 mm
	0.01 mm
Procedimentos
2.1 – Movimento no trilho horizontal 
- Carregar o carrinho com 100 g. 
- Empurrar o mecanismo de disparo, situado na extremidade do trilho para a posição de máxima compressão. 
- Determinar a posição inicial do carrinho s0 e anotar. Posicionar as fotocélulas a, 0,25 m, 0,50 m, 0,75 m, 1,00 m, 1,25 m e 1,50 m, por exemplo, da posição inicial do carrinho. Determinar essas posições (sA, sB, sC, sD, sE e sF) e anotar os valores. 
- Cronometrar cinco passagens do carrinho entre as portas, anotar os valores. 
- Determinar novamente as posições das fotocélulas 
2.2 – Movimento no trilho inclinado 
- Inclinar o trilho, colocando o calço fornecido (deitado sobre sua maior face) sob o parafuso nivelador, próximo ao lado por onde o ar entra. 
- Lançar o carrinho sem fazer uso do mecanismo disparador. 
- Como antes, cronometrar cinco passagens do carrinho pelas portas em diferentes posições e anotar os valores 
Resultados
Tabela 2: Movimento Retilíneo Uniforme
	
	Posições
	Tempos
	Erro
	<sn>/<tn>
	Erro
	<sn>/<tn>²
	Erro
	n
	< sn >/cm
	< tn >/s
	10-3
	(cm/s)
	
	(cm/s²)
	
	1
	25
	0.488
	0.5
	51
	1.2
	0
	
	2
	50
	1.010
	0.5
	50
	1.2
	0
	
	3
	75
	1.521
	0.5
	49
	1.2
	0
	
	4
	100
	2.046
	0.5
	49
	1.2
	0
	
	5
	125
	2.554
	0.5
	49
	1.2
	0
	
	6
	150
	3.070
	0.5
	49
	1.2
	0
	
Gráfico 1: MRU – posição x tempo
Gráfico 2: MRU – velocidade x tempo
Gráfico 3: MRU – Aceleração x tempo
Tabela 3: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
	
	Posições
	Tempos
	Erro
	<sn>/<tn>
	Erro 
	<sn>/<tn>²
	Erro
	n
	< sn >/cm
	< tn >/s
	x10-3
	(cm/s)
	(LEE)
	(cm/s²)
	(LEE)
	1
	25
	0.681
	0.5
	37
	9.4
	12.2
	0.6
	2
	50
	1.159
	0.5
	43
	9.4
	12.5
	0.6
	3
	75
	1.600
	0.5
	48
	9.4
	11.3
	0.6
	4
	100
	1.923
	0.5
	52
	9.4
	12.38
	0.6
	5
	125
	2.232
	0.5
	56
	9.4
	12.94
	0.6
	6
	150
	2.459
	0.5
	59
	9.4
	13.21
	0.6
Gráfico 4: MRUV – posição x tempo
Gráfico 5: MRUV – velocidade x tempo
Gráfico 6: MRUV – aceleração x tempo
Discussão
 A tabela (2), representa os valores encontrados para o movimento retilíneo uniforme. Como pode ser visto, tanto na tabela (2) quanto no gráfico(1), os valores da posição ao longo do tempo crescem a uma taxa “constante”, sendo representado por uma reta crescente no gráfico(1). Pois,
 (1)
	
sendo que teoricamente, a velocidade no MRU é constante, por ausência da aceleração (a = 0), como pode ser visto no gráfico(3). Entretanto, devido ao erro dos instrumentos, presença de atrito, por não se tratar de um sistema 100% ideal e principalmente por falha humana, os valores obtidos para a velocidade, situados na tabela(2) e no gráfico (2), não são absolutamente constantes, pois possuem pequenas variações. A velocidade pode ser calculada:
 Já a tabela (3), representa os valores encontrados para o movimento retilíneo uniformemente variado. A posição do objeto em relação ao tempo, é neste caso, representada por uma hipérbole, como pode ser vista no gráfico (4), devido ao fato de ser uma fórmula quadrática:
 (4).
 Sendo neste caso, iguais a 0, pois o carrinho parte do repouso na posição inicial.
 O diferencial deste movimento para o MRU é a aceleração. Sendo esta nula, no movimento retilíneo uniforme, no MRUV possui valor constante e não nulo, como pode ser visto na tabela (3), e no gráfico (6), tendo assim influência sobre a velocidade, que aumentará a uma taxa constante, representada no gráfico (5):
 (6).
Conclusão
Os resultados obtidos têm relações com a teoria (fórmulas matemáticas), porém os dados possuem interferências do meio, como variação do fluxo do ar, atritos entre outros. Mas mesmo com essas interferências, os valores encontrados, possuem acurácia razoável.
Apesar de ter uma variação nos valores da velocidade média em MRU, os objetivos do experimento apresentado no relatório, foram alcançados e satisfatórios para a aprendizagem de nós alunos.
Bibliografia
 Física Básica. Volume único- Nicolau e Toledo.