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Universidade Estácio de Sá Física Experimental I Marcelo Guimarães Ferreira Sumário 1-Introdução.........................................................................................................3 2-Procedimento Experimental..............................................................................4 3-Métodos Matemáticos Aplicados......................................................................4 4-Resultados........................................................................................................5 4.1-Velocidade Média........................................................................................5 4.2-Incerteza Associada....................................................................................6 4.3-Coeficiente Angular.....................................................................................7 5-Gráfico no Papel Milimetrado...........................................................................8 6-Conclusão........................................................................................................9 7-Bibliografia......................................................................................................10 Introdução Movimento Retilíneo Uniforme O Movimento Uniforme (MU) acontece quando um móvel se desloca com velocidade constante. Particularmente, quando ele se desloca em velocidade constante em uma trajetória reta, tem-se um Movimento Retilíneo Uniforme (MRU). Quando um móvel se desloca em velocidade constante, a velocidade instantânea é igual a velocidade média, pois não ocorre variação de velocidade durante nenhum momento do percurso. Fórmulas: Velocidade Média: Equação Horária do Espaço: Procedimento Experimental Material utilizado: Plano Inclinado; Cronômetro. Tomada de dados: Escolher 5 distâncias no Plano Inclinado e cronometrar o tempo em que o corpo sai do ponto 0 até as distâncias escolhidas; Encontrar a Velocidade Média para os intervalos de cada distância e suas incertezas associadas; Construir um gráfico no papel milimetrado da posição em função do tempo; Obter o coeficiente angular a partir da forma da função apresentada pelo gráfico no papel milimetrado. (Nesse ponto, deve-se escolher qualquer distância e seu tempo, desde que esteja dentro do intervalo mínimo e máximo apresentado no gráfico do papel milimetrado.) Perguntas: Qual a forma da função esperada pelo modelo teórico? O coeficiente angular apresentado no gráfico representa qual grandeza física? As velocidades médias para os intervalos estão compatíveis com os resultados obtidos pelo método gráfico? Métodos Matemáticos Aplicados Variação do tempo= Velocidade média dos intervalos de tempo: Incerteza Associada: , Coeficiente Angular α = média= Resultados Na tabela abaixo serão representadas as 5 distâncias escolhidas e o tempo que o corpo passou por esse ponto determinado: Distâncias Tempo (s) (s) X (mm) (mm) 0 0,00 ± 0,01 0 ± 0,05 1 4,88 ± 0,01 90 ± 0,05 2 7,06 ± 0,01 130 ± 0,05 3 9,75 ± 0,01 180 ± 0,05 4 11,12 ± 0,01 200 ± 0,05 5 13,91 ± 0,01 250 ± 0,05 Velocidade Média A velocidade média é obtida através da fórmula: Velocidade Média (mm/s) 18,44 18,35 18,59 14,60 17,92 Incerteza Associada A incerteza associada de cada distância se dá pela fórmula: , onde: , e . Incerteza Associada (s) 0,01 0,02 0,02 0,04 0,02 Tabela da Velocidade Média com sua incerteza associada: Distâncias Velocidade Média (mm/s) Incerteza Associadas (s) 1-0 18,44 0,01 2-1 18,35 0,02 3-2 18,59 0,02 4-3 14,60 0,04 5-4 17,92 0,02 Transformando as velocidades médias para m/s, a tabela fica da seguinte maneira: Distâncias Velocidade Média (m/s) Incerteza Associadas (s) 1-0 0,02 0,01 2-1 0,02 0,02 3-2 0,02 0,02 4-3 0,01 0,04 5-4 0,02 0,02 Agora pode ser respondida a primeira pergunta: Qual a forma da função esperada pelo modelo teórico? R- A forma da função esperada é uma reta, onde quanto mais passa o tempo maior é a distância. Coeficiente Angular Para realizar o cálculo do coeficiente angular foram escolhidos 2 pontos no gráfico do papel milimetrado, e são os seguintes: 220mm e 145mm, com seus respectivos tempos: 12,50s e 7s. O coeficiente angular apresentado no gráfico representa qual grandeza física? R- O coeficiente angular representa a velocidade. As velocidades médias para os intervalos estão compatíveis com os resultados obtidos pelo método gráfico? R- As velocidades médias estão compatíveis, variando a medida esperada pela incerteza do instrumento, que apresenta 0,01s de incerteza. Conclusão Percebe-se que quanto maior as distâncias, menor é a velocidade do movimento uniforme e quanto menor as distâncias, mais rápida é a velocidade; O gráfico feito no papel milimetrado apresenta corretamente a forma esperada de uma função deslocamento x tempo em um Movimento Uniforme, uma reta; Importante observar que, as velocidades médias, apresentaram uma variação que era esperada, pois o cromômetro apresenta uma incerteza de 0,01s, fazendo com que a velocidade de diferentes pontos possam variar esse determinado tempo. Bibliografia http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Cinematica/mu.php Apostila Metodologia Científica - Física Experimental – Universidade do Vale do Paraíba, 2012
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