Relatório Lab Física IV(MUV)

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GFI104 – Laboratório de Física I
Docente: SERGIO MARTINS DE SOUZA
Experimento 4:
MOVIMENTO UNIFORME UNIDIMENSIONAL
Alana Novais Vieira
Laura Superbi Loures
Matheus Afonso Delfino Mesquita
UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS – UFLA
MOVIMENTO UNIFORME UNIDIMENSIONAL
	
Relatório apresentado à disciplina Laboratório de Física I, ministrado pelo docente Sérgio Martins de Souza, na Universidade Federal de Lavras.
Lavras/MG
2015
Índice
Resumo .................................................... ........................................................ 4
Introdução ......................................................................................................... 5
Objetivos ........................................................................................................... 6
Procedimento Experimental .............................................................................. 7
Resultados e Discussões .................................................................................. 8
Conclusões ...................................................................................................... 10
Referências Bibliográficas ............................................................................... 11
Resumo
Neste relatório apresenta-se o experimento e as respectivas conclusões referentes ao problema do trilho de ar no cálculo da aceleração do corpo, da gravidade local e da variação de energia em um sistema real com suas respectivas incertezas e erros.
Introdução
Neste experimento da cinemática investigam-se os movimentos unidimensionais de uma partícula, o movimento retilíneo uniforme e movimento retilíneo uniformemente variado utilizando-se o trilho de ar retilíneo. 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 trilho 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 sob ação 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.
Objetivos
Estudar os conceitos básicos da cinemática unidimensional, tais como: posição, tempo e velocidade;
Obter graficamente as dependências temporais da posição no estudo do movimento retilíneo uniforme (MRU);
Compreender a teoria de propagação de erros e aplicá-la de forma adequada.
Procedimento Experimental
Medida da velocidade uniforme de um carrinho sobre um trilho de ar
O equipamento foi observado e manuseado para uma maior familiarização com o mesmo;
Foi montada uma tabela para auxiliar a coleta de dados monte tabelas (tabelas posição x por tempo t);
Para a coleta de tempos foi executada simultaneamente com o uso de dois diferentes dispositivos: o cronômetro do celular com parciais e o cronômetro digital com sensores;
Obteve-se por meio dos cronômetros o tempo t nas posições x determinadas. Os valores foram anotados. Esse processo foi repetido pelo menos 6 vezes;
Foi obtido a incerteza total de ambas as medidas físicas (δx e δt);
Foi feita uma análise de duas formas distintas, para os dois tempos. Na primeira análise obteve-se a velocidade com os tempos médios e a posição. Depois foi calculado o valor médio da velocidade (v) e a incerteza total (δv). Isso foi feito para os tempos obtidos com o celular e com o cronômetro digital;
Como segunda análise, foram feitos gráficos com os resultados obtidos. As incertezas também foram colocadas nos gráficos. Obteve-se os coeficientes angular e linear;
Obteve-se por meio das regras de propagação de erros a incerteza na velocidade;
Os valores das incertezas foram comparados.
Resultados e Discussões
Parte 1
Os tempos obtidos pelos dois cronômetros utilizados bem como as velocidades obtidas foram:
	X(m)
	Experim. 1
	Experim. 2
	Experim. 3
	Experim. 4
	Experim. 5
	
	tcel(s)
	tcro(s)
	tcel(s)
	tcro(s)
	tcel(s)
	tcro(s)
	tcel(s)
	tcro(s)
	tcel(s)
	tcro(s)
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0,25
	0,34
	0,57
	0,74
	0,64
	0,61
	0,57
	0,69
	0,60
	0,83
	0,66
	0,51
	1,07
	1,20
	1,45
	1,36
	1,29
	1,19
	1,24
	1,26
	1,54
	1,42
	0,76
	1,77
	1,89
	2,19
	2,18
	1,90
	1,86
	1,97
	2,01
	2,35
	2,29
Legenda:
tcel: tempo marado pelo cronômetro do celular;
tcrô: tempo marcado pelo cronômetro digital;
x: distância percorrida em função do tempo.
	
	V1(m/s)
	)
	V2(m/s)
	)
	Experim. 1
	0,36
	0,03
	0,35
	0,03
	Experim. 2
	0,29
	0,02
	0,35
	0,02
	Experim. 3
	0,36
	0,03
	0,35
	0,03
	Experim. 4
	0,32
	0,03
	0,32
	0,03
Legenda:
V1: velocidade do carrinho em função do tempo dado pelo cronômetro do celular;
V2: velocidade do carrinho em função do tempo dado pelo cronômetro digital.
Com base nas tabelas acima e no gráfico foi possível notar velocidades parecidas entre os dois cronômetros, assim como velocidades semelhantes entre os experimentos feitos e se pudéssemos minimizar os erros grosseiros cometidos poderiam ser encontrados valores cada vez mais próximos. Entretanto o experimento foi satisfatório para o aprendizado de movimento uniforme.
Conclusões
Neste experimento de cinemática investigou-se o movimento unidimensional do carrinho no trilho de ar retilíneo. Esse tipo de equipamento foi projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o corpo se desloque sem resistência. Após a devida familiarização com a aparelhagem, foi coletado o tempo simultaneamente com o cronômetro de celular e o cronômetro digital.
Nesse sentido, foi montado tabelas com os dados coletados, e em seguida foi feito a construção do gráfico da distância pelo tempo. Além disso, foi calculado as incertezas e aplicada ao gráfico, uma vez que há erros durante a realização da atividade, sejam instrumentais ou teóricos.
A partir disso, concluiu-se que em pequenas distâncias foi possível obter informação sobre velocidade e aceleração em um determinado instante. Portanto, o movimento do carrinho é uniforme, uma vez que não houve variação significativa da velocidade. A sutil diferença nos valores garantiu a eficácia da realização do experimento já que com dados exatos não é possível calcular médias, que permite definir o "melhor" valor para uma determinada grandeza.
Referências Bibliográficas
Introdução à Cinemática. Disponível em: < http://www.brasilescola.com/fisica/introducao-cinematica.htm >. Acesso em: 15/Abril/2015.
Cinemática. Disponível em: < http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20042/Luciano/cinematica.html >. Acesso em: 17/Abril/2015
Cinemática. Disponível em: < http://www.professorguilherme.net/aprenda_fisica_arquivos/01%20mecanica/01%20cinematica/movimento >. Acessado em: 17/Abril/2015