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MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME OBJETIVOS Consiste em obter informações de um corpo que está em um movimento retilíneo em variação de espaços iguais em intervalos de tempo iguais. Serão anotados os tempos feitos em cada teste e sua variação de tempo, também demostrado por gráficos os resultados obtidos. CONCEITUAÇÃO TEÓRICA O movimento retilíneo uniforme (MRU) é um dos movimentos mais simples existentes. Este movimento é caracterizado pelo fato da velocidade ser constante. De acordo com a primeira lei de Newton, uma partícula que esteja em MRU permanecerá com este tipo de movimento, a menos que uma força externa atue sobre a mesma. Você já deve ter observado este tipo de movimento quando está dentro de um carro em movimento. Observando o velocímetro do carro, pode ter trechos em que o velocímetro marca sempre a mesma velocidade em qualquer instante ou intervalo de tempo, como por exemplo, 100 km/h. O movimento é uniforme quando a velocidade escalar do móvel é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo, significando que, no movimento uniforme o móvel percorre distâncias iguais em tempos iguais. O movimento é retilíneo uniforme quando o móvel percorre uma trajetória retilínea e apresenta velocidade escalar constante. Como a velocidade escalar é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo no movimento uniforme, a velocidade escalar média é igual à instantânea: 𝑣 = 𝑣𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝑣𝑚é𝑑𝑖𝑎 = ∆𝑥 ∆𝑡 (1) Equação horária do movimento retilíneo uniforme: A equação horária de um movimento mostra como o espaço varia com o tempo: x = f(t). No movimento uniforme temos que: 𝑣 = 𝑣𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝑣𝑚é𝑑𝑖𝑎 = ∆𝑥 ∆𝑡 = 𝑥−𝑥0 𝑡−𝑡0 (2) Assim, obtemos: 𝑥 − 𝑥0 = 𝑣. (𝑡 − 𝑡0) para t = 0 Temos: 𝑥 = 𝑥0 + 𝑣.𝑡 (3) Onde x é o espaço final, x0 é o espaço inicial e t o instante final. EQUIPAMENTOS E MATERIAIS PERMANENTES NECESSÁRIOS Trilho de ar; Cronômetro digital com fonte DC (0-12V); Sensores Start e Stop com suporte fixador; Eletro-imã com dois bornes e suporte fixador; Chave liga desliga com quatro bornes; Roldana raiada com dois micro rolamentos e suporte fixador; 3 pesos aferidos de 10g ; 4 pesos de 10g e 1 peso 10g. Porta-pesos 8,2g; Cabos de ligação especial com 6 pinos banana; Fonte de fluxo de ar e mangueira; Carrinho e acessórios. 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O equipamento utilizado é o chamado Trilho de Ar, sua montagem é esquematizada conforme a figura abaixo. Esse tipo de equipamento é projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o corpo se desloque sobre um jato de ar comprimido e não entre em contato direto com a superfície do trilho. O corpo que desliza sobre o colchão de ar é chamado aqui de carrinho. Ao longo das duas faces do trilho onde se apoia o carrinho, existem orifícios com diâmetros da ordem de décimos de milímetro por onde sai o ar comprimido proveniente de um compressor externo. O Trilho de Ar é colocado inclinado em relação à horizontal, de modo que o carrinho possa descer por ele sob a ação de sua força peso. Para completar a montagem do equipamento devemos dar ao trilho uma inclinação tal que o atrito seja compensado. Quando o carrinho passar pelo primeiro sensor o cronômetro é acionado ao passar pelo segundo sensor o cronômetro é desligado. Colocar o Eletroímã no extremo do trilho e fazer um ajuste para que o carrinho fique com uma posição inicial igual a 0,200 m. Posicionar o primeiro sensor que aciona o cronômetro na posição (posição inicial) e conectar o cabo ao terminal START (S1) do cronômetro. Posicionar o segundo sensor que desliga o cronômetro na posição x= 0,550 (posição final) e conectar o cabo ao terminal STOP (S2) do cronômetro. A distância entre os sensores representa o deslocamento do carrinho : Colocar a roldana na outra extremidade do trilho. Ligar o Eletroímã à fonte de tensão variável deixando em série a chave liga desliga. Fixar o carrinho no Eletroímã e ajustar a tensão aplicada ao Eletroímã para que o carrinho não fique muito fixo. Colocar as massas de 30 e 50 gramas na extremidade do barbante. (OBS.: A massa na ponta do barbante tem que cair no chão antes que o carrinho passe pelo primeiro sensor). Desligar o eletroímã liberando o carrinho e anotar o tempo indicado pelo cronômetro. Repetir os passos colhendo três valores de tempo para o mesmo deslocamento, anotando na tabela e calcular o tempo médio. Reposicionar o segundo sensor aumentando a distância entre os dois sensores em 0,100m e completar a tabela abaixo, repetindo para cada medida os procedimentos acima. Repetir os procedimentos acima e completar as tabelas abaixo: Tabela 01 massa Nº (m) (m) (m) (s) (s) (s) (s) V(m/s) 01 0,350 0,550 0,200 0,459 0,462 0,487 0,469 0,426 02 0,350 0,650 0,300 0,690 0,688 0,721 0,699 0,429 03 0,350 0,750 0,400 0,911 0,911 0,917 0,913 0,438 04 0,350 0,850 0,500 1,134 1,195 1,201 1,176 0,425 05 0,350 0,950 0,600 1,420 1,421 1,426 1,422 0,422 Tabela 02 massa Nº (m) (m) (m) (s) (s) (s) (s) V(m/s) 01 0,350 0,550 0,200 0,411 0,411 0,411 0,411 0,487 02 0,350 0,650 0,300 0,612 0,615 0,615 0,614 0,489 03 0,350 0,750 0,400 0,813 0,813 0,814 0,813 0,492 04 0,350 0,850 0,500 1,021 0,980 1,020 1,007 0,497 05 0,350 0,950 0,600 1,212 1,220 1,216 1,216 0,493 RESULTALDOS E ANÁLISES Construir um gráfico de posição final versus tempo, usando os dados experimentais da Tabela 01. Para o gráfico construído, encontre a equação do movimento. (Papel milímetrado) Repita a construção utilizando os dados experimentais da Tabela 02. (Use a mesma escala para ambos os gráficos). Qual o significado físico do coeficiente angular? Que considerações podem ser feitas sobre os declives das retas? Resp- O coeficiente angular da reta indica o quanto a reta está no plano (x,y) e fisicamente esse coeficiente é a velocidade. Sendo o módulo indicando negativo ou positivo, quanto ao sentido do gráfico, nesse caso, declive. Qual o significado do coeficiente linear? Construa no papel milimetrado um gráfico de velocidade versus tempo. Qual é a sua forma? Resp- Coeficiente linear da reta indica, o ponto inicial, o espaço inicial (Xo). Forma uma função constante. Qual o significado físico da área sob o gráfico velocidade versus tempo? Resp- A área do gráfico é numericamente igual a variação do espaço. CONCLUSAO Após fazer a analise dos valores obtidos através da velocidade média e tempo e posição, chegamos a conclusão que ao soltarmos o carrinho no trilho, observamos que o tempo varia pouca coisa entre os espaços delimitados ao longo do trilho de ar. Verificamos através de cálculos, que a velocidade média do carrinho varia proporcionalmente ao tempo que o carrinho leva para passar por cada intervalo, variando pouca coisa de intervalo a intervalo. _1391413282.unknown _1391413286.unknown _1391413288.unknown _1391413290.unknown _1391413291.unknown _1391413289.unknown _1391413287.unknown _1391413284.unknown _1391413285.unknown _1391413283.unknown _1391413278.unknown _1391413280.unknown _1391413281.unknown _1391413279.unknown _1391413276.unknown _1391413277.unknown _1391413274.unknown
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