Física experimental 4 Velocidade MRUV

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INSTITUTO FEDERAL DE SERGIPE
CAMPUS ESTÂNCIA
ENGENHARIA CIVIL - BACHARELADO
RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
Movimento retilíneo uniforme (MRUV)
Determinação da velocidade de uma esfera em tubo cilíndrico inclinado
Estância – Sergipe
Maio de 2017
Aretha Santos Oliveira Abreu
RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
Movimento retilíneo uniforme (MRUV)
Determinação da velocidade de uma esfera em tubo cilíndrico inclinado
Projeto experimental apresentado à disciplina de Física experimental, como componente da avaliação parcial da Unidade I, sob a responsabilidade da docente Murilo da Silva Navarro.
Estância – Sergipe
Maio de 2017
Resumo
O estudo no Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é caracterizado na física por uma velocidade que oscila constantemente com a variação de tempo; ele foi descoberto, mas também aprimorado no âmbito conceitual e analítico no intuito facilitar a compreensão e orientar em novos trabalhos de pesquisa ou estudos do cotidiano como na queda livre ou plano inclinado, em um avião em descolamento, corridas, estudo sobre o vácuo. O princípio desse movimento é que a aceleração é inalterada conforme o tempo, assim foi realizado no Instituto Federal de Sergipe (IFS) um experimento para comprovar que em um plano inclinado a aceleração se mantém constante ao passe que a velocidade aumenta linearmente e constatar a presença do MRUV nesse tipo de movimento, para isso foram utilizados um transferidor para saber o ângulo que foi utilizado para inclinar o plano, um tubo cilíndrico o qual foi colocado a esfera metálica que verificou-se a velocidade variando constantemente.
Palavras-chave: Movimento retilíneo uniformemente variado, aceleração constante, plano inclinado.
Introdução
A forma mais didática de se iniciar a cinemática é a partir do "movimento unidimensional", que consiste no movimento de uma "partícula" restrita a uma reta ou movimento é retilíneo uniforme. 
O movimento retilíneo uniforme (MRU) surgiu dos estudos de Newton, baseado nos estudos de Galileu. O MRU é um movimento que a sua velocidade escalar instantânea é constante, ou seja, diferente de zero, como a velocidade escalar é constante em todos os instantes, ela coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado. A sua aceleração é nula, igual a zero. Com isso fica claro que é um dos movimentos mais simples estudados na cinemática, aparecendo pouquíssimas vezes em situações reais.
O MRU se divide em dois movimentos: progressivo e retrógado.
Movimento Uniforme Progressivo – O sentido do movimento do corpo coincide com o sentido fixado como positivo para a trajetória; a velocidade do móvel é positiva; os espaços aumentam em relação à origem.
Movimento Uniforme Retrógrado (ou regressivo) – O móvel anda contra a orientação da trajetória; a velocidade é negativa; os espaços diminuem algebricamente em relação à origem.
O levantamento de medidas pode envolve erros originados de diversas situações seja causada por falha no equipamento, interferência do ambiente, do processo no momento da medição ou falha do operador. Para garantir uma maior precisão adotou-se nesse experimento o levantamento de dez medidas de cada tomada de tempo, calculando com base nisso a média e sua incerteza, para garantir um resultado mais próximo do exato absoluto. 
Para estudar o M.R.U. (movimento retilíneo uniforme), utilizamos o equipamento uma mangueira anexada a uma régua graduada, contendo em seu interior um liquido retardador de queda, (utilizamos glicerina neste caso). O intuito deste estudo é a verificação do tempo que a esfera metálica leva para percorrer as distancias demarcadas e calcular sua velocidade média.
Objetivo
Este relatório visa explanar sobre o processo decorrente da física. A experiência teve como objetivo verificar a hipótese de atrito desprezível e a velocidade de uma esfera metálica em queda por um tubo preenchido com glicerina, mas também compreender a noção de medida e incerteza experimentais fazendo medidas de posição e de tempo e por fim fazer uma análise dos dados obtidos, e a partir deles calculamos a velocidade. Após a coleta dos dados construímos tabelas e gráficos.
Observar o Movimento Retilíneo Uniforme, MRU;
Calcular e reconhecer que o processo está desvinculado de aceleração (a = 0);
Monitorar o tempo em relação a variação do espaço;
Desenvolver um gráfico de posição em relação ao tempo;
Comprovar através do gráfico que o movimento pertence ao MRU.
Material e método
Materiais:
Ímã: Objeto que possui uma capacidade de gerar um campo magnético ao seu redor causando atração ou repulsão;
Esfera metálica;
Tubo transparente cilíndrico;
Régua: graduada em centímetros para marcar as posições exigidas pelo experimento;
Cronometro digital.
No laboratório do instituto os alunos se organizaram para medir o tempo de queda da esfera metálica dentro do tubo transparente, assim a cada momento que a mesma descia nos espaços de 10, 20, 30, 40 e 47 cm, observados pela régua unida ao tubo, eram marcados os tempos através do cronômetro digital. Para calcular o erro das medições feita foram realizadas doze vezes a descida da esfera em cada cinco posições exigidas (10cm, 20cm, 30cm, 40cm e 47 cm), dessa maneira foi possível realizar os cálculos de média aritmética, desvio padrão e as incertezas tipo A, B e C, por sua vez o imã só possuiu a função de retirar a esfera do final do tubo, pois o ultimo pela espessura era impossível retirar sem nenhum tipo de instrumento.
Fórmulas para os cálculos:
Média aritmética simples :
Desvio padrão: σ = 
Cálculo da incerteza “A”: σ a = 
Cálculo incerteza “B”: 
Cronometro: 0,001 cm
Cálculo da incerteza “C”: σc = 
Cálculo da incerteza relativa (IR)
IR= 
Resultados e discussões
	Todo corpo que está em movimento retilíneo uniforme permanece nessa mesma condição já que não agiu nenhuma força sobre a ela, assim Isaac Newton conclui que um corpo em movimento continua em movimento e outro em repouso tende a ficar nesse mesmo estado, exceto quando há uma força que interfira. O MRU ocorre quando a velocidade da partícula não se altera, com isso a aceleração nesse movimento é igual a zero.
Tabela cálculo
	 T 
	10
	20
	30
	40
	47
	-
	4,07
	8,47
	12,36
	17,35
	20,28
	T2
	3,82
	8,35
	12,21
	17,22
	20,23
	T3
	4,06
	8,18
	12,24
	17,56
	20,41
	T4
	4,31
	8,38
	12,84
	17,5
	20,22
	T5
	4,41
	8,15
	12,26
	17,06
	20,51
	T6
	4,22
	8,36
	12,28
	17,12
	20,31
	T7
	4,37
	8,5
	12,62
	17,25
	20,24
	T8
	4,06
	8,55
	12,79
	17,68
	20,09
	T9
	4,28
	8,33
	12,4
	17,5
	20,11
	T10
	4,66
	8,6
	13
	16,87
	20,27
	T11
	3,97
	8,61
	13,19
	16,66
	20,13
	T12
	4,37
	8,46
	12,83
	16,64
	20,14
	MÉDIA
	4,216666667
	8,411666667
	12,585
	17,20083333
	20,245
	D.PADRÃO
	0,230111962
	0,148864388
	0,337059477
	0,344501176
	0,12464495
	σa
	0,066427602
	0,042973447
	0,09730069
	0,099448923
	0,035981898
	σb
	0,001
	0,001
	0,001
	0,001
	0,001
	σc
	0,066435128
	0,042985081
	0,097305828
	0,099453951
	0,035995791
	IR
	1,575536638
	0,511017406
	0,773188942
	0,578192633
	0,177800894
	Posição (cm)
	Tempo (s)
	Velocidade Média (cm/s)
	10
	4,21
	2,3
	20
	8,41
	2,3
	30
	12,58
	2,3
	40
	17,20
	2,3
	47
	20,25
	2,3
Velocidade média
Conclusões
O movimento retilíneo uniforme apresenta velocidade constante graças a sua aceleração nula, no gráfico pode ser observado uma reta que por influência da variação da posição em relação ao tempo há uma inclinação que é igual a tangente do ângulo, que representa a posição do corpo ao longo desse tempo.