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FÍSICA EXPERIMENTAL I MOVIMENTO RETÍLÍNIO UNIFORME (MRU) FÍSICA EXPERIMENTAL I MOVIMENTO RETILÍNIO UNIFORME (MRUV) CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA ALUNO: NOHAN VELLOSO MATRÍCULA: 201602724466 TURMA: 3075 Novembro/2016 INTRODUÇÃO O conceito de movimento, bem como a sua analise são de suma importância para a ciência. Na física, o ideal é compreender o movimento em si, dessa forma a parte da física que estuda o movimento é chamada de Cinemática. De acordo com a segunda 2ª Lei de Newton, é possível medir a aceleração de um corpo, sabendo a massa do corpo e a força resultante aplicada seguindo a expressão: , Onde m é a massa do corpo e a é a aceleração. A aceleração é uma grandeza vetorial, definida pela cinemática como sendo a taxa de variação da velocidade em função do tempo. Quando um sistema apresenta aceleração constante, o seu módulo é dado por: Quando temos um sistema que apresenta aceleração constante, podemos obter uma função horária da posição x num movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUV). Onde x0 e v0 são a posição inicial e a velocidade inicial do objeto, respectivamente, t é o tempo e a, a aceleração. Contudo, neste experimento utilizaremos a linearização da equação quadrática, conforme demonstrado abaixo: r(t)=r0+v0t+ a.t² Sendo que na direção x, temos: X(t)=X0+V0xt+ ax.t² Como X0 e V0x são iguais a 0, temos: X(t)= a.t² Linearizando a equação quadrática: Log X(t)=log ( a.t²) => log X(t)= log a+2log t. Dessa forma, poderemos então utilizar o papel Di-log para gerar o gráfico para obtenção da aceleração. OBJETIVO Estudar o movimento de um corpo em condições que se aproximam de um sistema sem atrito. Verificar a variação do movimento em determinadas tomadas de tempo, coletando os dados necessários. Em seguida, procederemos com a análise cinemática e dinâmica dos dados coletados e, a partir das observações e análises relacioná-los. EQUIPAMENTO Como descrito anteriormente, para este experimento foram utilizados: Trilho de ar Sensores Cronômetro PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Neste caso não houve a necessidade de nivelamento do trilho de ar, pois como para medir a aceleração o carrinho foi posicionado próximo ao ponto x0, e liberado de modo que se deslocasse sem que houvesse a atuação de uma força. Conectamos os cabos e ligamos o cronômetro. Como os intervalos para a realização da marcação temporal já estão marcados na régua posicionada em cima do carrinho, basta que saibamos a distância já marcada, que é de 18 mm em cada intervalo. Iniciamos o experimento, de modo que quando o carrinho passar pelo ponto X0, o sensor acionou o cronômetro, e percorreu o plano, enquanto o sensor registrava os intervalos de tempo que o sensor leu na régua com as graduações de espaço. Finalmente, após repetir o experimento várias vezes e anotar em um caderno os tempos obtidos, analisamos dados, escolhemos os dados que foram mais constantes, e assim geramos a tabela seguir: PONTO DE OBSERVAÇÃO DISTÂNCIA (mm) TEMPO (s) X1 18,0±x 54,4977063738 0,56770±t 0,4254042 X2 36,0±x 54,4977063738 0,81855±t 0,4254042 X3 54,0±x 54,4977063738 1,00935±t 0,4254042 X4 72,0±x 54,4977063738 1,16910±t 0,4254042 X5 90,0±x 54,4977063738 1,31010±t 0,4254042 X6 108,0±x 54,4977063738 1,43780±t 0,4254042 X7 126,0±x 54,4977063738 1,55530±t 0,4254042 X8 144,0±x 54,4977063738 1,66590±t 0,4254042 X9 162,0±x 54,4977063738 1,76975±t 0,4254042 X10 180,0±x 54,4977063738 1,86850±t 0,4254042 Tabela 1: Dados do experimento Com os dados da Tabela 1, geramos o gráfico contendo a reta principal, a reta maximal e a reta minimal. CÁLCULOS DE VELOCIDADE, DESVIO MÉDIO E REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS Para os cálculos de velocidade e desvio médio observacional, foram escolhidos dois pontos de cada reta (principal, maximal e minimal) e demarcados no gráfico, vide Anexo 1. Velocidade Reta Principal a = 6,4 mm/s² Reta Maximal a+ = => a+ = 0,44 mm/s² Reta Minimal a- => a- = 18 mm/s² Desvio Médio: Velocidade com Desvio Médio: 6,4 8,78 mm/s² CONCLUSÃO Diante da análise dos dados coletados, verificamos que o movimento só ocorre em virtude da gravidade atuando no corpo. Dessa forma, sendo a aceleração uma variação de velocidade, constatamos então o movimento acelerado, pois os intervalos de tempos foram cada vez menores, a cada passagem pelas marcações de espaço, caracterizando a variação de velocidade. BIBLIOGRAFIA MEDEIROS, Julliana. Aula Experimental: Movimentos Retilíneos. Disponível em: http://www.sga.uniube.br/academico/alunos/disco/download.php?arq_curso=&componente=90232|28|2|3&arq=99218&docente=5593&arq_nome=AulaExperimental01-MovimentoUniformeeUniformementeVariado.doc&ano_arq=2010&mes_sem_arq=1.Acesso em: 25 mar 2010. SAMPAIO, José Luiz. Física. 2 ed. São Paulo. Atual, 2005.472 p. SILVA, Djalma Nunes da Silva. Física - Edição Compacta. 1 ed. São Paulo.Ática,2002. 312p. ANEXOS Anexo 1: Gráfico em folha Di-log A4. Relatório elaborado por: Nohan Velloso
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