Rel 2 - Fisexp I

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FÍSICA EXPERIMENTAL I – 2014/1 – MÓDULO II
	
Título
As Leis do Movimento
Objetivos
Medir o valor da aceleração da gravidade g observando e analisando o movimento de um corpo que desce um plano inclinado, ou seja, seu Movimento Retilíneo Uniforme Variado (MRUV). Esboçar tabelas e gráficos correspondidos aos resultados obtidos a partir do experimento. 
Além disso, determinar a incerteza de uma medida indireta e comparar o resultado experimental obtido com o resultado esperado da gravidade a partir de um modelo, tendo como referência o valor de g = (978,7 +/- 0,1) cm/s².
Modelo Teórico
O Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado ocorre quando um corpo se desloca ao longo de uma trajetória rectilínea, e com uma aceleração constante. O que significa que a velocidade do corpo apresenta sempre a mesma variação, a cada segundo que passa. Neste caso é possível caracteriza-lo também como um movimento acelerado devido ao aumento constante da variação da velocidade do corpo.
O corpo neste caso é o carrinho e a trajetória retílinea é o trilho de ar reto, além disso, devido ao carrinho se localizar acima de um trilho de ar, pode-se anular as forças de atrito, restando as forças representadas no esquema a seguir:
Figura 1: Forças presentes no carrinho sobre o trilho de ar
Como o P tem uma componente x e uma componente y, é possível decompor as forças [Figura 2]. 
Figura 2: Decompondo as forças
A força responsável pela aceleração, portanto, corresponde a componente da força peso no eixo x. Assim, relacionando as Figuras 1 e 2, tem-se a seguinte expressão:
Sabe-se que o valor da gravidade esperado é g = (978,7 +/- 0,1) cm/s², valor este encontrado a partir de um modelo mais preciso e exato.
Para calcular a aceleração do sistema e a aceleração da gravidade faz-se necessário fazer um ajuste linear, ou seja, a melhor reta entre os pontos do gráfico V x T, onde o coeficiente angular será a aceleração do sistema, e A x senθ, onde o coeficiente angular será a aceleração da gravidade.
Procedimento experimental
Inclinou-se o trilho de ar, com o auxílio de 2 blocos de madeira, levantando um ponto de apoio. Deste modo, uma extremidade do trilho de ar se encontrava com dois blocos de madeira e a outra sem nenhum bloco. Estabeleceu-se uma faixa de comprimento L de 100 cm sobre o trilho de ar. Mediu-se com a régua militmetrada a altura das duas extremidades do comprimento L. Determinou-se o ângulo θ de inclinação do trilho. [Figura 3]
Pegou-se um pedaço de fita e a mesma foi colocada acima do trilho de ar. O centelhador foi devidamente ligado com uma frequência de 60 Hz e só então colocou-se o carrinho sobre o trilho de ar. Após isso, o movimento do carrinho foi registrado na fita, retirou-se a fita do trilho e procedeu-se a leitura dos dados obtidos.
O mesmo procedimento descrito foi repetido para 4 inclinações diferentes, acrescentando-se apenas mais um bloco de madeira abaixo da extremidade do trilho de ar. Contruiu-se uma tabela de medidas de tempo, posição e velocidade para que fosse possível esboçar os gráficos desejados para cada inclinação realizada no experimento.
Vale ressaltar também que o intervalo de tempo entre um ponto e outro da fita foi calculado através da fórmula que relaciona a frequência com o período: f = 1/T. Sendo a frequência previamente estabelecida como 60Hz, o tempo calculado a cada ponto foi de 1/60, porém, contabilizou-se uma medida entre dois em dois pontos, portanto, o valor foi de 2/60. 
Figura 3: Esquema do experimento
Tabelas e Gráficos
	p
	x
	t
	v
	0
	0
	0
	0
	1
	1,8
	0,03
	52,50
	2
	3,5
	0,07
	49,50
	3
	5,1
	0,10
	51,00
	4
	6,9
	0,13
	54,00
	5
	8,7
	0,17
	55,50
	6
	10,6
	0,20
	57,00
	7
	12,5
	0,23
	57,00
	8
	14,4
	0,27
	57,00
	9
	16,3
	0,30
	60,00
	10
	18,4
	0,33
	61,50
	11
	20,4
	0,37
	61,50
	12
	22,5
	0,40
	63,00
	13
	24,6
	0,43
	-
	
	
	p
	
	x
	t
	v
	0
	
	0
	0
	0
	1
	
	2,10
	0,03
	61,50
	2
	
	4,10
	0,07
	63,00
	3
	
	6,30
	0,10
	66,00
	4
	
	8,50
	0,13
	58,50
	5
	
	10,20
	0,17
	67,50
	6
	
	13,00
	0,20
	76,50
	7
	
	15,30
	0,23
	72,00
	8
	
	17,80
	0,27
	75,00
	9
	
	20,30
	0,30
	75,00
	10
	
	22,80
	0,33
	76,50
	11
	
	25,40
	0,37
	79,50
	12
	
	28,10
	0,40
	82,50
	13
	
	30,90
	0,43
	-
	p
	x
	t
	v
	0
	0
	0
	0
	1
	2,1
	0,03
	63,00
	2
	4,2
	0,07
	61,50
	3
	6,2
	0,10
	63,00
	4
	8,4
	0,13
	67,50
	5
	10,7
	0,17
	70,50
	6
	13,1
	0,20
	73,50
	7
	15,6
	0,23
	76,50
	8
	18,2
	0,27
	78,00
	9
	20,8
	0,30
	79,50
	10
	23,5
	0,33
	82,50
	11
	26,3
	0,37
	87,00
	12
	29,3
	0,40
	88,50
	13
	32,2
	0,43
	-
	p
	x
	t
	v
	0
	0
	0
	0
	1
	3,3
	0,03
	97,50
	2
	6,5
	0,07
	97,50
	3
	9,8
	0,10
	103,50
	4
	13,4
	0,13
	106,50
	5
	16,9
	0,17
	108,00
	6
	20,6
	0,20
	112,50
	7
	24,4
	0,23
	115,50
	8
	28,3
	0,27
	120,00
	9
	32,4
	0,30
	123,00
	10
	36,5
	0,33
	126,00
	11
	40,8
	0,37
	129,00
	12
	45,1
	0,40
	133,50
	13
	49,7
	0,43
	-
	sen θ
	a
	0,041
	34,773
	0,057
	58,059
	0,079
	76,783
	0,105
	100,54
Obs.: Gráficos e cálculos feitos manualmente em papel milimetrado encontram-se anexados ao fim do relatório.
Resultados e conclusões