RELATÓRIO II - TRILHO DE AR (1)

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IFPR – INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ 
 
 
 
 
 
 
 
 
Movimento Retilíneo e Uniforme. 
 
 
 
 
Lucas M. Passos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foz do Iguaçu 
2015
Lucas M. Passos. 
 
 
 
 
 
Movimento Retilíneo e Uniforme. 
 
 
 
 
 
Relatório do experimento “Movimento 
Retilíneo e Uniforme” com o trilho de ar; como 
parte dos requisitos para aprovação na 
disciplina Laboratório de Mecânica I, do curso 
de Licenciatura em Física do Instituto Federal 
do Paraná (IFPR), campus Foz do Iguaçu. 
Orientadora: Profª Tatiana Stroeymeyte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foz do Iguaçu 
2015 
 
1. Resumo 
 
Um comportamento mais próximo da idealização teórica, em experiências de 
mecânica, pode ser conseguido, por exemplo, diminuindo-se o atrito existente entre 
os objetos em estudo. O polimento eficiente das superfícies de contato ou a 
utilização de uma camada de ar entre essas mesmas superfícies, são técnicas 
empregadas para isso. 
Com base nesse último princípio, desenvolveram-se varias classes de 
dispositivo, tais como os discos e as mesas de ar, para estudos bidimensionais - e o 
trilho de ar - para análises unidimensionais. Nesse experimento buscamos a 
comprovação teórica do MRU utilizando o trilho de ar. 
 
2. INTRODUÇÃO 
 
Galileu Galilei (sec.XVI) foi o primeiro cientista que viu a necessidade de testar 
com experiências concretas as formulações teóricas sobre velocidade, distância e 
movimento, foi desta forma que descobriu as leis da queda livre, a lei que rege o 
movimento do pendulo, e enunciou o principio da composição dos movimentos. 
Aperfeiçoou alguns instrumentos como o relógio e o telescópio. Suas conclusões 
eram baseadas em observações e nos resultados dos experimentos. 
 Com base em seus estudos vamos investigar os movimentos de uma partícula 
(carrinho – figura 1.0), utilizando o trilho de ar, equipamento que é projetado para 
minimizar as forças do atrito, onde um corpo se desloca sobre um jato de ar 
comprimido, eliminando assim o contato direto entre o corpo (carrinho) e a superfície 
do trilho. Ao longo do trilho existem pequenos orifícios por onde sai o ar comprimido 
fornecido por um gerador de fluxo de ar mantendo o carrinho flutuando minimizando 
o atrito. 
 
Figura 1.0 
2.1 Movimento Retilíneo 
 O movimento retilíneo é a forma mais simples de deslocamento, visto que os 
movimentos são ao longo de uma reta, quer seja horizontal, movimento de um 
carro, quer seja vertical, queda ou lançamento de um objeto. 
Como tudo ocorre em uma dimensão pode-se dispensar o tratamento vetorial 
mais rebuscado e tratarmos em termos de grandezas escalares, com o devido 
cuidado de analisar os sentidos de velocidades e as mudanças de sinais que são 
frequentes quando redefinimos o eixo de referência. Estudaremos o movimento 
uniforme, uniformemente variado, lançamento vertical e uma composição de 
movimento vertical com o horizontal chamado de lançamento de projétil. 
2.2 Movimento Retilíneo e Uniforme 
 O movimento retilíneo e uniforme tem as seguintes características: 
 Velocidade constante, daí o termo uniforme; 
 Distâncias iguais são percorridas para o mesmo intervalo de tempo; 
 Aceleração nula. 
Equação no MRU 
 Considere um móvel percorrendo uma trajetória retilínea com respeito a um 
referencial adotado, por exemplo, a origem dos eixos dos x. No instante de 
tempo t0 = 0, o móvel encontra-se em s0 (posição inicial) e no instante de tempo, t, o 
móvel está na posição s. Como a velocidade média para o movimento retilíneo e 
uniforme é idêntica a velocidade em qualquer tempo, vm = v, tem-se da definição de 
velocidade escalar média (2.8): 
 
Então se isolando s temos a equação horária do MRU dada pela equação 
 
 
 
 A variação do espaço ∆s = s - s0 = vt é numericamente igual a área sob a 
curva do gráfico da velocidade contra o tempo (gráfico de v(t) x t). 
3. OBJETIVO 
 
Observar, estudar e descrever o movimento de um móvel sobre um trilho de ar 
linear com embasamento teórico e experimental e assim comprovar através do 
experimento o modelo teórico do movimento retilíneo uniforme (MRU). Realização 
de cálculos e construção de gráfico. 
4- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
4.1 – INSTRUMENTOS UTILIZADOS 
 
 Trilho de ar linear; 
 Gerador de fluxo de ar; 
 Régua; 
 Sensor óptico; 
 Cronômetro digital; 
 Móvel deslizante, 
 
4.2 – MONTAGEM E PROCEDIMENTO 
Um planador é repetidamente acelerado pelo sistema iniciador 
mecânico a uma velocidade constante. Ao variar a distância do sistema 
iniciador, as respectivas velocidades médias e a instantânea serão 
determinadas. 
Iniciamos o programa “Timer” e ajustamos os parâmetros para as 
medidas de tempo. 
 Carregamos o planador com um número fixo no gerador de fluxo de ar 
(valor 3). Manter o mesmo número é essencial para que o experimento seja 
realizado corretamente. 
Distribuímos as barreiras de luz sucessivamente em várias posições 
junto ao trilho de ar. 
Iniciamos o experimento acionando o dispositivo de lançamento, 
assim o eletroímã liberou o planador sobre o trilho. 
Executamos séries correspondentes de medidas com mesmo intervalo 
de distância do sensor, sendo que a distância d(X2-X1) = d(X3-X2) e assim 
sucessivamente. 
 
 
 
 
 
Coletamos os dados que estão representados na seguinte tabela: 
 
X(m) T(s) Δt(s) Vm(m/s) 
0 0 0 0 
0,02 0,959 0,959 0,0208 
0,1133 2,368 1,409 0,0662 
0,2066 3,130 0,762 0,1224 
0,2999 4,656 1,526 0,0611 
0,3932 5,865 1,209 0,0771 
0,4865 6,214 0,349 0,2673 
0,5798 7,382 1,168 0,0798 
0,6731 7,934 0,552 0,1690 
0,7664 8,714 0,780 0,1196 
Tabela 1.0 
 Após a construção da tabela, montamos um gráfico de distância percorrida 
“X(m)” por tempo “T(s)” e obtemos o seguinte resultado: 
 
 
0 
2 
4 
6 
8 
10 
12 
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 
X
(m
) 
T(s) 
 Manipulando o gráfico e com base na reta tendencial conseguimos através da 
formula: 
 
 
 
 
 Encontramos o coeficiente angular que é o valor da velocidade média do 
móvel, e encontramos também o coeficiente linear que é o ponto de partida. 
 
COEFICIENTE VALOR 
Angular (Vm) 1,588 
Linear (X0) 0 
 
 
 
 
5- CONCLUSÂO 
 
 Dados o coeficiente angular 1,588 e coeficiente linear 0, podemos montar a 
função da posição em relação ao tempo deste movimento: 
 F(x) = a.x + b 
 F(x) = 1,588.t + 0 
 F(x) = 1,588.t 
 
 Chegamos à conclusão de que os valores de Δt da tabela dificilmente impõe 
uma constante, pois os valores variam de forma que a Δt chega a ser três vezes 
maior em alguns períodos sobre outros. 
Por consequência a Vm do móvel varia em relação às posições, o que 
descaracteriza o MRU. 
Provavelmente houve erro na aquisição dos dados no momento do manejo do 
trilho do ar o que não pode ter sido ocasionado pelo cronômetro nem pelo sensor, 
mas sim pelo próprio móvel que se percebia quando se movimentava mais 
vagamente em determinados momentos. 
Sendo assim, com base em observações posteriores, pudemos constatar que o 
sistema estava sujeito a uma leve inclinação, ou seja, o equipamento não estava 
sobre um plano totalmente uniforme horizontal. O que explicaria a característica da 
aceleração encontrada, uma vez em que mais forças atuam sobre o sistema.6. REFERÊNCIAS 
 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física 1: mecânica. 
Livros Técnicos e Científico. 
 
SANTOS, D. P. Física: dos experimentos à teoria São Paulo : IBRASA,1978 
 
http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/