Fisica Tórica Experimental MRUV

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
 SULACAP
 
FISICA EXPERIMENTAL I
Calculo de Aceleração
Prof: Thiago da S. T. Alvarenga.
Nomes: 
	
	
	
Rio de Janeiro, RJ, 24 de Março de 2016
Título: 
Calculo de Aceleração 
Introdução: 
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (M.R.U.): É o tipo de movimento em que a velocidade do corpo não sofre alteração em todo o intervalo de tempo em que o movimento está sendo analisado. Resumindo, é todo movimento onde a velocidade do corpo é constante (sempre o mesmo valor). 
FUNÇÃO HORÁRIA DAS POSIÇÕES: S(t) É a fórmula matemática que fornece a posição do corpo em Movimento Uniforme (M.R.U.), em qualquer instante de tempo. Pode ser escrita matematicamente: ,
 onde:
 S = posição final (m);
 S0 = posição inicial (m); 
v = velocidade constante (m/s);
 t = instante de tempo (s).
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V.) Este tipo de movimento possui aceleração e essa aceleração é constante. Nesse movimento, devido à aceleração, a velocidade do corpo varia constantemente em todo o intervalo de tempo, enquanto durar o movimento. A trajetória desse movimento é uma linha reta (por isso Retilíneo).
FUNÇÃO HORÁRIA DA VELOCIDADE EM FUNÇÃO DO TEMPO: v(t) Fornece a velocidade do corpo (em M.R.U.V.) em qualquer instante de tempo (t). É expressa: 
 onde: 
 v = velocidade instantânea (m/s); 
v0 = velocidade inicial (m/s);
 a = aceleração do movimento (m/s2 ); → ACELERAÇÃO CONSTANTE 
t = instante de tempo (s).
EQUAÇÃO DE TORRICELLI: Relaciona diretamente a velocidade com o espaço percorrido por um corpo em M.R.U.V. Tem por principal vantagem de utilização o fato de que a Equação de Torricelli é uma equação que não depende de valores de tempo. É expressa:
onde:
 v = velocidade final (m/s); 
v0 = velocidade inicial (m/s);
 a = aceleração (m/s2 ); → CONSTANTE
 ∆s = sf - si = distância percorrida (m).
FUNÇÃO HORÁRIA DA POSIÇÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO: S(t) Fornece a posição em que o corpo (em M.R.U.V.) se encontra para um dado instante de tempo qualquer. É expressa:
onde: 
s = posição final (m); 
 s0 = posição inicial (m);
 v0 = velocidade inicial (m/s); 
a = aceleração (m/s2 ); → ACELERAÇÃO DEVE SER CONSTANTE! 
t = instante de tempo (s).
1ª Lei de Newton: Princípio da Inércia:
Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele. Conhecida como princípio da inércia, a Primeira Lei de Newton afirma que a força resultante (o vetor soma de todas as forças que agem em um objeto) é nulo, logo a velocidade do objeto é constante. Consequentemente: 
 Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força resultante aja sobre ele.
 Um objeto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser que uma força resultante aja sobre ele.
Ex: 
2ª Lei de Newton: Princípio da Dinâmica:
 A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é imprimida. Ou simplesmente: A resultante das forças aplicadas tem intensidade igual ao produto da massa do corpo e da sua aceleração, a direção e o sentido iguais ao do vetor aceleração do corpo.
Aqui se coloca um histórico do que já foi gerado sobre o objeto em estudo, os resultados mais importantes existentes na literatura, etc. Você deve colocar toda a teoria do assunto que está sendo estudado, ou seja, você deve explicar a Física envolvida para analisar os seus resultados experimentais. Deduza equações e relações matemáticas que serão usadas no relatório.
A resultante das forças aplicadas a uma partícula é igual ao produto da sua massa pela aceleração adquirida. É expressa matematicamente: FR = m.a , 
onde:
 FR = força resultante (N); 
m = massa da partícula (Kg); 
a = aceleração adquirida através da aplicação da força (m/s2 ).
3ª Lei De Newton: Princípio da Ação e Reação:
A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: ou as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em direções opostas.
Força normal
Um exemplo de força de contato é a força normal, veja a figura abaixo:
	
 
A força normal é a reação perpendicular (em geometria, sinônimo de normal) do plano de apoio sobre a superfície inferior do corpo. Embora costume ser representada por uma seta única, na verdade ela se distribui por toda a superfície de contato.
No exemplo acima, como não há movimento do corpo, conclui-se que a força peso é igual à força normal, que resulta da ação do apoio sobre o corpo.
Força Peso 
A força peso, ou simplesmente peso, é definida como sendo a força com que a Terra atrai os corpos situados próximos a ela. Quanto maior for a massa do corpo, mais fortemente ele é atraído pela Terra.
 Força de atrito:
 É uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos em movimento. Quando queremos que um objeto entre em movimento, aplicamos uma força sobre ele (puxando ou empurrando), porém, nem sempre esse objeto move-se.
 Força de tração
Forças de tração são assim denominadas quando forças são exercidas nos corpos por meio de fios. Geralmente consideram-se as cordas e os fios como ideais
.
Força gravitacional
Ao estudar o movimento da Lua, Newton concluiu que a força que faz com que ela esteja constantemente em órbita é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades. A partir daí criou a Lei da Gravitação Universal.
 
Lei da Gravitação Universal de Newton:
"Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade."
Onde:
F=Força de atração gravitacional entre os dois corpos
G=Constante de gravitação universal
M e m = massa dos corpos
d=distância entre os centros de gravidade dos corpos.
Objetivos: 
Definir através das medidas feitas, para o deslocamento e o tempo de deslocamento. A velocidade do carrinho. Com o resultado das observações, comparar com ae=g seno o (g= 9,80665 m/s²)
Procedimento experimental e Esquema de montagem.
Para calcular a velocidade do carrinho, usaremos um trilho de ar, que será inclinado e percorrido por um carrinho em um movimento. 
1- Através dos parafusos, ajuste a altura que será usada, determinando o ângulo de inclinação do trilho de ar. 
2- Com uma régua determine as posições de marcação de tempo , conferindo com as marcações do trilho de ar, partindo do ponto inicial que chamaremos de x0 =0
3- Nesta prática será usado um cronômetro digital, para marcar o tempo percorrido pelo carrinho entre os pontos definidos, que irá medir os dois intervalos de tempo decorridos entre os instantes em que a haste do carrinho passar por dois pontos.
4- O procedimento foi realizado com o trilho em um ângulo de 3°
 Materiais utilizados.
	Régua
	Trilho e Carrinho
	Gerador de Fluxo de Ar
	Cronômetro
	
	
	
	
Dados experimentais (tabelas)
 
Tabela 1 : Velocidade média da primeira metade do percurso:
Onde:
= Intervalo de tempo entre a primeira etapa do percurso (s)
= Distância Percorrida na primeira etapa do percurso (m)
Tabela 2 : Velocidade média da segunda metade do percurso:
Onde:= Intervalo de tempo entre a segunda etapa do percurso (s)
= Distância Percorrida na segunda etapa do percurso (m)
Tabela 3 : Aceleração escalar médio:
É a grandeza física que representa a variação da velocidade escalar por unidade de tempo
Tempo de Reação do técnico para ativação do cronometro : 0,22 s
Fluxo de ar : 4
Conclusões: 
Após os experimentos executados podemos afirmar que a aceleraçãomédia escalar do carrinho foi: ame= 0,127589732341765
 Utilizando como parâmetro ae=g seno o (g= 9,80665 m/s²) 
 ae= 0,05233595624294383272211862960908 * 9,80665 => 0,51324040528986513716436465905587
Discrepância:
É a diferença entre dois valores medidos de uma grandeza, tal como a diferença entre os valores obtidos por dois estudantes ou a diferença entre o valor encontrado por um estudante e um recomendado ou tabelado.
 
0,127589732341765 - 0,51324040528986513716436465905587 * 100 = 87,24%0,51324040528986513716436465905587
A discrepância encontrada, pode ser explicada pelo atrito que pode ter sido gerado no trilho e não foi considerado durante os cálculos, além da marcação de tempo feita pelo técnico e não por sistema automático que contribuiu para a discrepância.