MRUV movimento retilíneo uniforme variável

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UNIVERSIDADE ESTACIO DE SÁ CAMPUS SANTA CRUZ
FÍSICA EXPERIMETAL 1
	
ENGENHARIA MECÂNICA – 2017.2 – 2º PERÍODO
DISCIPLINA: FISICA EXPERIMENTAL 1
ALUNO: FABIO AGAPITO PASSOS – 201702396053
PROFESSOR: NELSON
TURMA: 3062
SETEMBRO 2017
FABIO AGAPITO PASSOS
Aluno regularmente matriculado no curso de Engenharia Mecânica da Universidade Estácio de Sá.
MRUV
MOVIMENTO RETILÍNIO UNIFORME VARIADO
Atividade estruturada da disciplina Física Experimental 1
SETEMBRO DE 2017
1 INTRODUÇÃO 
Neste experimento da cinemática investigam-se os movimentos unidimensionais de uma partícula, o movimento retilíneo uniforme e movimente retilíneo uniformemente variado utilizando-se o colchão de Ar Linear Hentschel XIV. 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, o que elimina o contato direto entre o corpo e a superfície do trilho, no qual ele desliza. O corpo que desliza sobre o colchão de ar é chamado de carrinho. Ao longo do trilho existem pequenos orifícios regularmente distribuídos por onde sai o ar comprimido fornecido por um gerador de fluxo de ar. Portanto o colchão de ar manterá o carrinho "flutuando" permitindo o seu movimento com um atrito muito reduzido.
Para investigar o movimento de uma partícula sujeito a uma resultante de forças nula, nivela-se o trilho de ar, situação na qual o peso do carrinho deslizante (a partícula) é contrabalançado pela força normal proporcionada pelo jato de ar. Nesta situação a resultante das forças ao longo da direção de movimento da partícula, a força de atrito, é bastante minimizada.
Em contrapartida, o movimento de uma partícula sobação de uma força constante é obtido inclinando-se o trilho de ar em relação a horizontal, de modo que o carrinho desça por ele sob a ação da componente da força gravitacional, no carrinho, ao longo da direção do trilho.
2 OBJETIVO
 Este experimento tem como objetivo a determinação do módulo da velocidade escalar e da aceleração do móvel e ainda rever os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obter a dependência da posição em função do tempo dos movimentos MRU e MRUV. Após o experimento teremos condições de:
• Estudar as características físicas do movimento retilíneo uniforme (MRU) e de suas equações matemáticas;
 • Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar;
• Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniforme em um objeto móvel;
• Determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro;
• Determinação da velocidade média de um móvel através de medições de deslocamentos e intervalos de tempo; • Verificar que a velocidade média para deslocamentos iguais é igual à velocidade média para deslocamentos não iguais, para um móvel com movimento retilíneo e uniforme.
3 EMBASAMENTO TEÓRICO
 
O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é aquele que é realizado em linha reta, por isso é chamado de retilíneo. Além disso, apresenta variação de velocidade sempre nos mesmos intervalos de tempo. Uma vez que varia da mesma forma, o que revela constância, o movimento é chamado de uniformemente variado.
A trajetória desse movimento que é feito em reta pode ser feito na horizontal ou na vertical. Exemplo disso é uma bicicleta andando numa ciclovia ou um foguete sendo lançado ao espaço.
Desta forma, a média da aceleração é igual a sua variação ocorrida em determinados intervalos de tempo, o que é conhecido como aceleração instantânea.
a = Δv / Δt → a = V - Vo / t - to → a = V - Vo / t
Desses cálculos, resulta a fórmula de MRUV:
V = Vo + a. t
Onde,
v: velocidade
vo: velocidade inicial
a: aceleração
t: tempo
Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado
O Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado define um corpo cuja velocidade aumenta no mesmo espaço de tempo.
Exemplo disso é ligar uma moto que está estacionada (velocidade inicial 0) e começar um percurso. A moto vai ganhando velocidade, aumentando os metros por hora de forma constante, até atingir o limite que pretende (velocidade diferente e distante de zero).
Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado
O Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado define um corpo em desaceleração, ou seja, freando, o qual é identificado com sinal negativo.
Exemplo disso é uma moto que está em movimento (velocidade diferente e distante de zero) e que têm de desacelerar quando se depara com um grande congestionamento. Sua velocidade vai diminuindo a cada intervalo de tempo igual, o que acontece de forma constante até chegar à velocidade final zero.
Movimento Uniformemente Variado
Movimento Uniformemente Variado (MUV) é aquele em que há variação de velocidade nos mesmos intervalos. É o mesmo que dizer que a sua velocidade é constante ao longo do tempo e é diferente de zero.
É a aceleração que determina o movimento. Assim, a média da aceleração é fundamental para que se obtenha o valor de MUV. Seu cálculo é feito através da seguinte fórmula:
Onde,
a: aceleração
am: aceleração média
Av: variação da velocidade
At: variação do tempo
Lembrando que a variação é calculada subtraindo um valor final do valor inicial, ou seja,
a = v - vo
e
a = t - to
A partir daí, obtemos a seguinte fórmula, a qual resume a melhor forma de obter a velocidade decorrida em função do tempo:
v = vo + a.t
Onde,
v: velocidade
vo: velocidade inicial
a: aceleração
t: tempo
Para saber a variação de um movimento precisamos que todas as posições estejam relacionadas com o momento em que acontecem.
É o que se chama função horária da posição:
Onde,
S: posição
So: posição inicial
vo: velocidade inicial
a: aceleração
t: tempo
Através da Equação de Torricelli, por sua vez, é possível definir a velocidade em função do espaço:
v2 = vo2 + 2.a.Δs
Onde,
v: velocidade
vo: velocidade inicial
a: aceleração
ΔS: variação da posição
4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Foi colocado o calço de madeira debaixo do colchão de ar, dando assim uma inclinação de 5º e 10º graus. Os sensores (S0, S1, S2, S3 e S4) ficaram a uma distância de 19 cm um para o outro. Após o lançamento do carrinho na horizontal e com a inclinação de 5º e fluxo de ar 3, obtivemos os seguintes tempos:
5 CALCULO
Tabela 1 – Resultados das Medições – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 5º.
	Posição ocupada (m)
	Tempo decorrido (s)
	Deslocamento (m) 
	Intervalo de tempo (s)
	S0 0
	0
	0
	0
	S1 0,19
	0,62265
	0,19
	0,62265
	S2 0.38
	0,919935
	0,38
	0,919935
	S3 0,57
	1,14350
	0,57
	1,14350
	S4 0,76
	1,33265
	0,76
	1,33265
 Gráfico 1 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 5º.
Gráfico 2 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 5º.
Traçando a Tangente para encontrar V1
ϴ
Reta 
tg
 em curva t - 0,62 (s)
 Reta paralela ao eixo x
 
 Ângulo entre a tg e o eixo x
Gráfico 3 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 5º.
Traçando a Tangente para encontrar V2
Reta 
tg
 em curva t - 0,92
 
Reta paralela ao eixo x
 
 Ângulo entre a tg e o eixo x
Calculo das Velocidades (V1 e V2)
Tgθ = CO = V V1 = 1,58 m/s
 CA
 V2 = 1,16 m/s
 
Tabela 5 – Resultados das Medições – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º.
	Posição ocupada (m)
	Tempo decorrido (s)
	Deslocamento (m) 
	Intervalo de tempo (s)
	S0 0
	0
	0
	0
	S1 0,19
	0,42950
	0,19
	0,42950
	S2 0.38
	0,6385
	0,38
	0,6385
	S3 0,57
	0,78840
	0,57
	0,78840
	S4 0,76
	0,918850,76
	0,91885
Gráfico 1 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º.
Gráfico 2 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 5º.
Traçando a Tangente para encontrar V1
 
Reta 
tg
 em curva t - 0,43 (s)
 Reta paralela ao eixo x
 
 Ângulo entre a tg e o eixo x
ϴ
Gráfico 3 – Posição x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º.
Traçando a Tangente para encontrar V2
 
Reta 
tg
 em curva t - 0,43 (s)
 Reta paralela ao eixo x
 
 Ângulo entre a tg e o eixo x
ϴ
Calculo das Velocidades (V1 e V2)
Tgθ = CO = V V1 = 0,79 m/s
 CA
 V2 = 1,1 m/s
 
Gráfico 4 – Velocidade x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º.
Gráfico 5 – Velocidade x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º. Para traçar a Tangente e encontrar a aceleração.
ϴ
Calculo da Aceleração () experimental
Tgθ = CO = a a= 1,9 
 CA
Gráfico 6 – Aceleração x Tempo – Fluxo de Ar na Posição 3 com inclinação 10º
Calculo da Aceleração () Teórica
0,76 = 0+0+0,92+ a.0,92^2 = 1,8 
			 2
Aceleração () Teórica = 1,8 
6 CONCLUÇÃO
Através deste experimento observamos que a velocidade e a aceleração têm estreita relação com as forças que atuam sobre um corpo e que explicam o movimento. Observando os gráficos percebemos que a aceleração não é totalmente constante e que a velocidade sofreu variações iguais em intervalos de tempos iguais. O que comprova a definição do movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) cuja aceleração é quase constante e a velocidade em função do tempo é regido pela função linear. Os resultados obtidos não foram compatíveis com as análises teóricas, pois a aceleração não é constante. Analisando o sistema do corpo, podemos ver que foi acelerado devido à ação da tração no fio ocasionada pelo peso do corpo suspenso na extremidade do fio. Sabendo que só há aceleração quanto a uma força atuando (força gravitacional). Quando o corpo toca o chão entra em ação a força atrito o que altera nosso resultado. Quando a força atrito anula a aceleração da gravidade temos movimento. Quanto à força atrito não for capas de anula r a aceleração da gravidade teremos no sistema uma aceleração constante resultante (MRUV).
7. BIBLIOGRAFIA 
https://www.google.com.br/search?dcr=0&q=mruv+exemplos&sa=X&ved=0ahUKEwiHjtLgtcTWAhXMEJAKHUEmDtQQ1QIIZigC&biw=1280&bih=694
https://www.todamateria.com.br/movimento-retilineo-uniformemente-variado/
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA2cMAJ/relatorio-fisica-muv-mruv