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Relatório Experimental fisica I Movimento Circular Uniformemente Variável Aluno : Mario Divino Borges Filho Matricula : 11411EAU014 Curso : Eng. Controle e Automação Aluno : Mariana Santos Ferreira Matricula :11521ETE005 Curso : eng. Eletrônica e de Telecomunicações Aluno : Bruna Baleiro de Oliveira Matricula :11421ETE015 Curso : Eng. Eletrônica e de Telecomunicações Aluno :Igor Henrique Soares de Lima Matricula : 11521EEL006 Curso : Eng Eletrica Introdução Ao estudar movimento circular iremos observar as grandezas angulares como : Deslocamento angular: φ Velocidade angular: ω Aceleração angular: α O deslocamento angular é a trajetória feita no círculo , formando um ângulo ou abertura,o deslocamento é calculado pela formula (1) s sendo o deslocamento e r sendo o raio. A velocidade angular é calculada pela diferença entre deslocamento final e deslocamento inicial em um determinado intervalo de tempo : (2) A aceleração angular é então: (3) Com essas formulas, podemos então deduzir as formulas do movimento circular A aceleração relacionada à velocidade angular é (4) Sabendo que (5) e que (6) , pode-se converter a função horária do espaço linear para o espaço angular: (7) (8) De forma análoga temos: (9) Objetivo O objetivo desse experimento é observar e comprovar com a teoria os conceitos do movimento circular uniformemente variado . Neste caso sabemos que o modulo , direção , e sentido da velocidade e também da aceleração variam, uma vez que é um movimento acelerado, portanto devemos observar uma relação não linear do numero de voltas em relação ao tempo. Procedimento experimental. Figura 1.1 Usando os aparelhos figura 1.1 Porta-pesos, onde deve ser colocado o peso para realizar a aceleração do movimento; Polia, por o porta-pesos e ligado ao tambor do aro; Fio, que liga o peso ao aro; Tambor, o qual são realizadas as voltas do fio e é preso ao aro por outros fios; Aro, no qual sera medido o tempo das voltas; Haste, que e usada para segurar o aro na posição inicial; Ainda iremos usar : Cronometro digital ASKO; Peso de 72 gr; E o aro tem 31cm de raio. Execute os seguintes passos: 1.Enrole o fio no tambor o número de vezes igual ao número de voltas desejado no aro. Conecte um peso adequado para produzir o movimento circular no aro (teste qual a massa adequada). Com auxílio da haste, trave o aro e estabilize-o. 2. Retire a haste e ligue o cronômetro simultaneamente para medir o tempo de uma (isto é, a 1a) volta completa do aro. Siga mensurando e anotando o tempo da 2ª , 3ª, 4ª 5ª volta (para essas medidas utilize a opção "slap" do cronômetro). Os dados obtidos com o experimento explicado acima estão organizados na tabela 1 todos com seus respectivos erros. No gráfico 1 podemos observar a relação do numero de voltas em relação ao tempo percorrido. Podemos comprovar com a teoria que , por ser um movimento acelerado em um espaço limitado que essa relação e decrescente ou seja, o numero de voltas cai quando tempo aumenta e que e uma relação não linear pois e um movimento acelerado, todo esse comportamento pode ser observado no gráfico 1 como é esperado da teoria. Na tabela 2 estão organizados os dados da tabela 1 já linearizados para podermos realizar análises mais precisas sobre o movimento . No gráfico 2 temos a relação linear numero de voltas em função de linear tempo, podemos observar através dele a mesma relação decrescente, o que era esperado da teoria como já foi citado acima. Os erros nele observados se dão através do modo como foram realizadas as medidas do tempo, um observador externo que acionava o botão a cada volta, obtendo uma imprecisão ocasionada por erro humano. Este erros não irão influenciar na análise dos dados pois foi feita uma regressão linear pelo método dos mínimos quadrados minimizando-os. Tabelas e Graficos Tabela1 Volta s TA +/- δTA TB +/- δTB TC +/- δTC TD +/- δTD TE +/- δTE Tm +/- ∆Test. Tm +/- Ttotal 1 13.81 +/- 4.3838 13.27 +/- 4.2124 13.50 +/- 4.2854 12.97 +/- 4.1172 13.56 +/- 4.3045 13.42 +/- 0.1419 13.42 +/- 0.1419 2 6.20 +/- 0.7524 5.99 +/- 0.7269 5.88 +/- 0.7136 5.97 +/- 0.7245 6.08 +/- 0.7379 6.02 +/- 0.0542 6.02 +/- 0.0542 3 4.61 +/- 0.2595 4.70 +/- 0.2556 4.55 +/- 0.2512 4.59 +/- 0.2534 4.60 +/- 0.2540 4.61 +/- 0.0246 6.02 +/- 0.0247 4 3.99 +/- 0.2755 3.97 +/- 0.2741 3.96 +/- 0.2734 3.82 +/- 0.2638 3.90 +/- 0.2693 3.92 +/- 0.0308 3.92 +/- 0.0308 5 3.58 +/- 0.2485 3.46 +/- 0.2402 3.40 +/- 0.2360 3.53 +/- 0.2450 3.52 +/- 0.2443 3.49 +/- 0.0310 3.49 +/- 0.0310 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 tempo nr v ol ta s Gráfico 1 ln voltas ln tempo 2,59 0,00 1,79 0,69 1,52 1,09 1,35 1,38 1,24 1,60 Tabela 2 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Linear () Tempo nr V ol ta s Gráfico 2 Resultados e discussões Do gráfico 1 , obtivemos uma relação não linear, o que não poderia ser de outra forma pois como temos aceleração constante , a velocidade é linear e o espaço e não linear como vemos nas teorias de física. Do gráfico 2 obtivemos a equação 10 , equação da reta linear com os coeficientes linear e angular da reta, a equação é: -0,84127282 x + 2,498892 (10) Podendo arredondar os valores para os da equação 11: -0.84 x + 2.5 (11) Conclusões Temos como coeficiente linear do gráfico 2 o valor –0.84 que em modulo nos indica a velocidade linear do aro , pois temos variação do nr de voltas (espaço) em função do tempo percorrido. Esse valor também em modulo nos da o espaço angular . A velocidade angular dada pela eq 3: Chegando então que a velocidade angular e 0,84 rad/s Já a aceleração angular dada pela equação 4: E igual acelerção agnular 0.21 rad/s² Bibliografias http://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-circular-uniformemente-variado.htm AKIRA, W.; GUARANY, C.; FOSCHINI, M.; DI LORENZO, A.; Guias e roteiros para Laboratório de Física Experimental 1 . Vol 1 1º Edição. Instituto de Fisica , Universidade Federal de Uberlandia. Movimento Circular Uniformemente Variável Introdução Objetivo Tabelas e Graficos Resultados e discussões Conclusões Bibliografias
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