Relatório 4 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

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OBJETIVOS
Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento retilíneo uniformemente variado.
MATERIAL
- Trilho de ar com eletroímã;
- Cronômetro eletrônico digital;
- Unidade geradora de fluxo de ar;
- Carrinho com três pinos (pino preto, pino ferromagnético e um pino qualquer);
- Chave liga/desliga;
- Cabos;
- Fotossensor;
- Paquímetro;
- Calço de madeira;
- Fita métrica.	
INTRODUÇÃO TEÓRICA
O movimento retilíneo uniformemente variado (M.R.U.V) é o movimento que acontece com variação de velocidade de um corpo devido a aceleração sofrida pelo mesmo em dado intervalo de tempo, sendo que essa deve se manter constante. Para se entender o conceito de aceleração, deve-se abandonar o significado no cotidiano de que a aceleração ocorre apenas quando a velocidade cresce. A aceleração é responsável tanto pelo aumento como pela diminuição da velocidade. 	
 A aceleração é uma variação da velocidade numa unidade de tempo. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a aceleração é dada em m/s². A aceleração média (a = Δv/Δt) é calculada pela razão entre a variação da velocidade (Δv) a que o objeto está submetido em um dado espaço de tempo (Δt).
Para determinar a velocidade (3.1) e a aceleração (3.2) de um corpo nesse experimento, usaremos as seguintes equações:
Para obter a equação 3.2, partimos da seguinte equação:
Considerando que o corpo parte do repouso (v0=0) e que sua posição inicial é x0=0, teremos como resultado a seguinte equação:
Pondo a aceleração em evidência, chegamos na Eq. 3.2. Para encontrar a equação 3.1, partimos da seguinte equação:
Assim como na Eq. 3.4, supomos que o corpo parte do repouso e substituímos a pela equação 3.2.
Organizando a equação, chegamos na Eq. 3.1, que calcula a velocidade instantânea ao fim de cada trajetória.
PROCEDIMENTO COM RESULTADOS, TABELAS E GRÁFICOS
A prática foi iniciada pela montagem do trilho de ar, seguindo as instruções da figura 4.2 da apostila. A unidade geradora de fluxo de ar foi ligada e a intensidade foi regulada para um valor médio. Foi verificada a nivelação do trilho de ar e logo após, a espessura do calço de madeira fornecido foi medida com um paquímetro e a distância entre os pés de apoio foi medida com uma trena. Os resultados são dados na Tabela 4.1.
	Tabela 4.1 – Cálculo do Ângulo de Inclinação do trilho de ar
	Espessura da madeira
	1,03 cm
	Separação entre os pés de apoio
	176 cm
	Ângulo θ
	0,34 º 
O carrinho foi fixado no trilho de ar e, junto com o fotossensor, foi colocado em sua posição inicial que, no primeiro momento, era de 10 cm e desligou-se o eletroímã para que o carrinho se move. Assim que o carinho passava pelo fotossensor, o cronômetro do equipamento parava a contagem. Para cada medida, o procedimento foi repetido três vezes. Os resultados obtidos no experimento são expostos na Tabela 4.2.
	Tabela 4.2 – Resultados experimentais.
	Nº
	X (cm)
	Medidas de t (s)
	Média de t
(s)
	Quadrado de t (s²)
	V = 2x/t 
(cm/s)
	a = 2x/t² (cm/s²)
	1
	10
	1,839
	1,836
	3,371
	10,893
	5,933
	
	
	1,83
	
	
	
	
	
	
	1,838
	
	
	
	
	2
	20
	2,542
	2,562
	6,564
	15,613
	6,094
	
	
	2,567
	
	
	
	
	
	
	2,577
	
	
	
	
	3
	30
	3,141
	3,171
	10,055
	18,921
	5,967
	
	
	3,184
	
	
	
	
	
	
	3,189
	
	
	
	
	4
	50
	4,091
	4,080
	16,646
	24,510
	6,007
	
	
	4,077
	
	
	
	
	
	
	4,071
	
	
	
	
	5
	70
	4,888
	4,858
	23,600
	28,818
	5,932
	
	
	4,822
	
	
	
	
	
	
	4,864
	
	
	
	
	6
	100
	5,833
	5,839
	34,094
	34,252
	5,866
	
	
	5,824
	
	
	
	
	
	
	5,859
	
	
	
	
	7
	120
	6,298
	6,327
	40,031
	37,933
	5,995
	
	
	6,312
	
	
	
	
	
	
	6,372
	
	
	
	
	8
	160
	7,344
	7,340
	53,876
	43,597
	5,940
	
	
	7,343
	
	
	
	
	
	
	7,332
	
	
	
	
Gráfico 1 – Gráfico da posição em função do tempo 
Gráfico 2 – Gráfico da posição em função do tempo ao quadrado
QUESTIONÁRIO COM PERGUNTAS E RESPOSTAS 
O que representa o coeficiente angular do gráfico “x contra t”?
Representa a tangente do ângulo que a reta tangente forma com o eixo x, que é igual ao espaço deslocado dividido pelo tempo, ou seja, é igual à velocidade do carrinho no ponto. 
Quais as conclusões tiradas do gráfico “x contra t” em relação à velocidade?
Conforme o tempo passa, a velocidade aumenta.
O que representa o coeficiente angular do gráfico x contra t²?
Representa a aceleração do carrinho. Devido a determinação experimental dessa aceleração, possíveis erros podem ter ocorrido, causando uma leve mudança no valor da mesma, que deveria ser constante.
Trace o gráfico da velocidade em função do tempo com os dados da tabela.
Trace, na folha anexa, o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da tabela.
Determine a aceleração:
Pelo Gráfico x contra t2 e usando 
Para x = 100 cm e t² = 34,1 s²
 → a=(2.100)/34,094 → a=5,87 cm/s².
 b) Pelo gráfico v contra t:
Para v = 34,252 cm/s e t = 5,839 s
a=(34,252 / 5,839) → a=5,87 cm/s².
A aceleração de um corpo descendo um plano inclinado sem atrito é a = gsen Θ. Compare o valor teórico da aceleração com o valor obtido experimentalmente. Comente os resultados.
Valor teórico: a = gsen Θ 
 a = 9,8 * 100 * sen (0.34º)
 a = 5,82 cm/s²
Obtem-se um resultado teórico com uma margem de erro consideravelmente pequena. Essa margem pode ser atribuída ao fato de que o experimento não foi realizado nas condições ideais (sistema totalmente sem atrito).
CONCLUSÃO
Com a realização da prática, observou-se experimentalmente que a velocidade varia de acordo com a aceleração. A aceleração, nesse caso, se deu pela inclinação do trilho. 
Observa-se também que, mesmo com todos os cuidados para minimizar as forças dissipativas, as condições ainda não eram as ideais para a realização do experimento, pois a aceleração, que deveria ser constante, apresentou variação entre 5,866 cm/s² e 6,094 cm/s². Apesar de não se obter um valor constante para a aceleração, pode-se considerar
BIBLIOGRAFIA (CONSULTADA)
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert e WALKER, Jearl. Fundamentos da Física. Rio de Janeiro. Editora LTC. 2012. Vol. 1 - Mecânica. 9ª edição.
DIAS, Dr. Nildo Loiola. Roteiro de aulas práticas de física para os cursos de engenharia. Fortaleza, UFC, Departamento de Física. 2014.