Relatório Física I Trilho de Ar Plano Inclinado

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RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
FÍSICA I
Curso: Engenharia Elétrica
Turma: 3040 Data: 16/10/2017
Aluno: Maykell D’angelo Ribeiro de Souza
Trilho de Ar / Plano Inclinado
Objetivo: Este experimento, tem como propósito analisar o movimento acelerado do carrinho em um plano inclinado.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
 No início da década de 60 foram introduzidos dispositivos com colchão de ar para o ensino das leis da mecânica física na ausência de atrito, que geralmente diminui consideravelmente a precisão das medidas de espaço e tempo. Desta forma, o trilho de ar foi projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto entre a superfície do trilho e superfície do corpo. Esse corpo será aqui chamado de carrinho. Este equipamento serve para estudar os movimentos: MRU e MRUV. 
 De acordo com as leis de Newton quando um corpo qualquer se move sem atrito em plano inclinado, a componente P, do peso se cancela com a Força Normal, sendo assim, sua força resultante é responsável por sua aceleração. Se sua aceleração for constante, tem como equação:
 •	S = So + Vo t + 1/2 a t^2 
 A velocidade será dada por:
 •	V = Vo + a t
 Tomando como origem a posição inicial do corpo, So = 0, a equação que caracteriza o movimento é:
 •	S = 1/2 a t^2 
 Da equação (2) isolamos a variável tempo, t, e substituímos na expressão (1). Então, obtemos:
V^2 = Vo^2+2 a ( S-So )
 A qual utilizamos para determinar a velocidade instantânea em cada posição do objeto que se encontra em MRUV.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
 Para realizar este experimento, utilizamos os seguintes materiais:
Régua milimétrica;
Trilho de ar em um plano inclinado a 10 graus; 
Compressor de ar; 
Cronômetro multifuncional; 
Carrinho; 
4 Sensores fotoelétricos.
 Figura 1. TRILHO DE AR 
 
Procedimento Experimental:
1º Foram-se medidas as distâncias entre sensores;
2º Foi nivelado o trilho para o ângulo de 10 graus;
3º Foi posicionada a antena do carrinho junto ao primeiro sensor para que sua velocidade inicial fosse bem próxima a zero;
4º Soltou-se o carrinho sobre o trilho;
5º Conferiu-se o tempo que o carrinho passou em cada sensor.
Figura 2. TRILHO DE AR INCLINADO A UM ÂNGULO DE 10 GRAUS
Anotações para base de cálculo:
Registrar o tempo de passagem do carrinho em cada sensor;
Registrar a distância de um sensor a outro;
Pontos dos gráficos.
 Foi colocado um calço de madeira debaixo do colchão de ar, dando assim uma inclinação de 10 graus. Os sensores ficaram em distâncias de um para o outro diferentes ao qual pode ser observado na tabela abaixo. Após o lançamento do carrinho na horizontal e com a inclinação de 10 graus, obtivemos os seguintes tempos: 
T0 a T1: 00,36510s 
T0 a T2: 00,56145s 
T0 a T3: 00,72630s 
T0 a T4: 00,83940s
Resultados: 
 
 Na tabela abaixo, serão mostrados a posição em metros e o tempo em segundos que o carrinho percorre o trajeto em cada sensor até o final do percurso.
Tabela 1. Resultados numéricos
	T (s)
	S (m)
	0,36510
	0,140
	0,56145
	0,300
	0,72630
	0,480
	0,83940
	0,630
 De acordo com os valores obtidos na tabela, podemos definir os seguintes gráficos:
S
 T
Gráfico I – GRÁFICO POSIÇÃO VERSUS TEMPO, AJUSTADO POR UM POLINÔMIO DE GRAU 2
Conforme a equação obtida no gráfico acima:
Y = 0,7926x^2 + 0,0776x + 0,0061
0,7926 = 1/2 a logo, a = 1,5852m/s^2 
0,0776 = Vo logo, Vo = 0,0776m/s
0,0061 = So logo, So = 0,0061m
S
 T
Gráfico II – GRÁFICO POSIÇÃO VERSUS TEMPO, FORMATO LINEAR
Conforme a equação obtida no gráfico acima:
Y = 1,027x – 0,2524
1,027 = 1/2 a logo, a = 2,054m/s^2
0,2524 = So logo, So = 0,2524m
Conclusões:
 De acordo com os gráficos S x T, podemos comprovar através da inclinação da reta para um ângulo de 10 graus que o tempo que o carrinho leva para passar por cada intervalo diminui. Isso faz com que sua velocidade aumente com o decorrer do tempo. Verificamos nesse caso, a existência de uma aceleração, resultando em um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.). 
Referências:
Barros, Luciane Martins; Física teórica experimental I/Luciane Martins Barros; Adriano Silva Belisio. Rio de Janeiro: SESES,2016; 
Young, Hugh D.; Freedman, Roger A. (2016). Física. 1 14 ed. São Paulo: Pearson. p. 37;
Francisco Ramalho Júnior; Nicolau Gilberto Ferraro e Paulo Antônio de Toledo (2007). Os Fundamentos da Física 1.