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Universidade Estácio de Sá Engenharia de Produção Experimento em Laboratório: Aceleração MRUV Alunos: 1. Rafael Lima Neves 2. 3. 4. 5. 6. Professor : Fábio Médice Física Experimental 1 Introdução Neste experimento da cinemática investigam-se os movimentos unidimensionais de uma partícula, o movimento retilíneo uniforme e movimente retilíneo uniformemente variado utilizando-se o colchão de Ar. 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 colchão 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. Objetivo Este experimento tem como objetivo a determinação do módulo da velocidade escalar e da aceleração do móvel e ainda rever os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obter a dependência da posição em função do tempo dos movimentos MRU e MRUV. Após o experimento teremos condições de: • Estudar as características físicas do movimento retilíneo uniforme variável (MRUV) e de suas equações matemáticas; • Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar; • Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniforme em um objeto móvel; • Determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro; • Determinação da velocidade média de um móvel através de medições de deslocamentos e intervalos de tempo; • Verificar que a velocidade média para deslocamentos iguais é igual à velocidade média para deslocamentos não iguais, para um móvel com movimento retilíneo e uniforme. Equipamento 1- Compressor de ar 2- Carrinho 3- Cronômetro digital 4- 5 Sensores ópticos 5- Trilho de ar 6- Régua graduada no trilho por onde o carrinho percorre Figura 1 Procedimento Experimental Os sensores ópticos que detectam a passagem do carrinho foram posicionados à 200mm um do outro, nas posições 0mm, 200mm, 400mm, 600mm e 800mm, o carrinho foi posicionado cuidadosamente antes da posição de 200 mm para não iniciar a contagem . Ao soltar o carrinho, que inicia o movimento devido à inclinação do trilho, a contagem é iniciada e ao passar pelos sensores, a velocidade e o tempo entre um sensor e o outro é registrado pelo cronômetro. Foram feitos dois testes e comparamos os mesmos para avaliar o tempo e a velocidade em que o carrinho passa pelo percurso e entre um sensor e outro. Dados Experimentais e Análise Com base nos dados conferidos no cronômetro digital, foram encontrados os seguintes resultados: Medição 1 Tempo Velocidade T 0/1 01,05710 s 189 m/s T 0/2 01,53120 s 261 m/s T 0/3 01,90325 s 315 m/s T 0/4 02,21380 s 361 m/s A=Δv/Δt A1= 0,189 / 01,05710 A1= 0,178 m/s² A2= 0,261 / 01,53120 A2= 0,170 m/s² A3= 0,315 / 01,90325 A3= 0,165 m/s² A4= 0,361 / 02,21380 A4= 0,163 m/s² Medição 2 Tempo Velocidade T 0/1 01,01595 s 196 m/s T 0/2 01,48925 s 268 m/s T 0/3 01,86040 s 322 m/s T 0/4 02,16935 s 368 m/s A=Δv/Δt A1= 0,196 / 01,01595 A1= 0,192 m/s² A2= 0,268 / 01,48925 A2= 0,179 m/s² A3= 0,322 / 01,86040 A3= 0,173 m/s² A4= 0,368 / 02,16935 A4= 0,169 m/s² Conclusão Como uma MRUV não é constante, foi mostrado que a aceleração do carrinho foi diferente em todos os pontos, tendo um desempenho satisfatório. Determinamos o módulo de a velocidade escalar e da aceleração do móvel e ainda revemos os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obtemos a dependência da posição em função do tempo do movimento MRUV. Foi possível compreender o funcionamento não só do trilho de trilho de ar, como também te todo o equipamento utilizado. Bibliografia 1-HALLIDAY, D; RESNICK, R; W ALKER, J.Fundamentos da Física. Vol.1. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 2-http://efisica.if.usp.br/mecanica/ensinomedio/mruv/ 3-Halliday, Resnick, Krane - Física 2
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