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Universidade Estácio de Sá - Campus Santa Cruz Curso: Engenharia Mecânica Física Experimental Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) Turma: 3079 Aluna: Ana Carolina Alves Professor: Nelson - Introdução No dia 20 de setembro de 2017, sob a orientação do professor Nelson, realizamos no laboratório da Universidade Estácio de Sá no Campus Santa Cruz – RJ, o experimento de física experimental I referente ao Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV). - Objetivo Definir através das medidas feitas, para o deslocamento e o tempo de deslocamento, o movimento, retilíneo uniformemente variado. Com o resultado das observações, escrever as expressões gerais relativas ao movimento do carrinho no trilho de ar. Traçar variantes entre os dois tipos de movimento, bem como calcular a velocidade e a aceleração, propriamente ditas, do sistema. - Embasamento Teórico Movimento Retilíneo Uniformemente Variado O movimento retilíneo uniformemente variado se caracteriza pelos seguintes conceitos: a) A aceleração é constante; como consequência, a velocidade varia uniformemente. A aceleração é o quociente da variação de velocidade (Dv) pelo intervalo de tempo correspondente (t): Suas unidades são: cm/s2, m/s2, km/h2, etc. Graficamente: ou b) A velocidade não permanece constante; aumenta ou diminui ao longo do tempo, conforme o valor da aceleração comunicada. Velocidade escalar média vm é o quociente da variação de espaço (Ds) pelo intervalo de tempo correspondente (t): Ou Velocidade escalar instantânea v é o limite da velocidade escalar média quando Dt tende a zero. As unidades de velocidade escalar são: cm/s, m/s, km/h, etc. Relação: 1m/s = 3,6 km/h. Graficamente: A posição ocupada pelo móvel e a distância percorrida são determinadas pelas fórmulas: ou Graficamente: MRUV: Função horária: Função velocidade: Equação de Torricelli: Apenas no MRUV a velocidade escalar média é a média aritmética das velocidades escalares instantâneas. - Procedimentos Experimentais O movimento retilíneo uniformemente variado apresenta as grandezas vetoriais deslocamento, velocidade e aceleração ao longo de uma reta. Isto facilita bastante a determinação das relações entre elas. Para produzir um movimento retilíneo uniformemente variado, usaremos um trilho de ar, que será inclinado e percorrido por um carrinho em um movimento com atrito desprezível. - Materiais Utilizados Trilho de Ar; Gerador de Ar; Nível; Foto-sensores; Régua; Carrinho; Cronômetro Eletrônico Digital Foi colocado sobre a barra de ar 5 sensores(S0,S1,S2,S 3,S4) uma distância de 19 cm um para o outro. Elevamos a barra de ar as alturas de 5º e 10º, após obtermos os tempos em segundos, teremos: Tabela com as medidas tiradas em 5 graus: Posição Ocupada (mm) Deslocamento (mm) Intervalo de Tempo (s) X0 = 0 ∆Xn = X4 - X0 = 760 ∆Tn = 1,2645 X1 = 190 ∆X1 = X1 – X0 = 190 ∆Tn = 0,6229 X2 = 380 ∆X2 = X2 – X0 = 380 ∆Tn = 0,8875 X3 = 570 ∆X3 = X3 – X0 =570 ∆Tn = 1,0910 X4 = 760 ∆X4 = X4 – X0 = 760 ∆Tn = 1,2645 X1 = 190 ∆X1 = X0 – X1 = 190 ∆Tn = 0,6229 X2 = 380 ∆X2 = X1 – X2 = 380 ∆Tn = 0,2646 X3 = 570 ∆X3 = X3 –X2 = 570 ∆Tn = 0,2035 X4 = 760 ∆4 = X3 – X4= 760 ∆Tn = 01734 Tg θ = CO/CA Tg θ = 0,460/0,8 Tg θ = 0,575º Tabela com as medidas tiradas em 10 graus: Posição Ocupada (mm) Deslocamento (mm) Intervalo de Tempo (s) X0 = 0 ∆Xn = X4 - X0 = 600 ∆Tn = 0,9169 X1 = 190 ∆X1 = X1 – X0 = 190 ∆Tn = 0,4366 X2 = 380 ∆X2 = X2 – X0 = 380 ∆Tn = 0,6343 X3 = 570 ∆X3 = X3 – X0 =570 ∆Tn = 0,7869 X4 = 760 ∆X4 = X4 – X0 = 760 ∆Tn = 0,9169 X1 = 190 ∆X1 = X0 – X1 = 190 ∆Tn = 0,8366 X2 = 380 ∆X2 = X1 – X2 = 380 ∆Tn = 1,2686 X3 = 570 ∆X3 = X3 –X2 = 570 ∆Tn = 1, 5739 X4 = 760 ∆4 = X3 – X4= 760 ∆Tn = 0,3468 θ (s) Tg = CO/CA Tg θ = 0,550/0,4 Tg θ = 1,375º Velocidade (5 graus = T1/ 10 graus= T2) Velocidade t1 Velocidade t2 0190/0,61255 = 0,31018 mm/s 0190/0,43060 = 0,442 mm/s 0380/0,89060 = 0,427 mm/s 0380/0,62400 = 0,603 mm/s 0570/1,10395 = 0,516 mm/s 0570/0,77245 = 0,738 mm/s 0760/1,28165 = 0, 585 mm/s 0760/0,89585 = 0,849 mm/s Aceleração A1 Ex: A1 = at= v/t At = 0310/0,6229 = 0,4977... A2 Ex: A2 = at= v/t At = 043060/0,442 = 0,6923. Conclusão 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). - Referência Bibliográfica Manuais laboratórios CEDETEG Apêndice Colchão de Ar Linear Hentschel 301992.018 http://www.brasilescola.com/fisica/introducao-cinematica.htm http://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo-uniformemente-variado/
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