Atividade Experimental

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ROTEIRO
Atividade experimental 1: Movimentos Retilíneos
Objetivos de aprendizagem
Caracterizar o os movimentos retilíneos com (MRUV) e sem aceleração (MRU);
Identificar, a partir de um gráfico x versus t, o MRU e o MRUV;
Obter o valor da velocidade média do móvel, para um movimento sem aceleração;
Escrever a equação horária de um móvel (em MRU) a partir de suas observações e medições.
Obter, a partir do gráfico x versus t, a aceleração média do MRUV.
Escrever a equação horária de um móvel (em MRUV) a partir de suas observações e medições.
Movimento Retilíneo Uniforme
Após o estudo realizado na Unidade 2 de seu material didático, acompanhe a atividade experimental no DVD complementar à disciplina sobre os dois tipos de movimentos retilíneos:
MRU- Movimento retilíneo uniforme
MRUV- Movimento retilíneo uniformemente variado
Como vimos o MRU é um movimento de um móvel descrito sobre uma trajetória retilínea, com aceleração nula ou com velocidade vetorial constante. Neste caso a posição da partícula em função do tempo é dada por:
Onde representa a posição inicial ou a posição em .
Descrição Experimental
Para desenvolver este experimento utilizamos o equipamento trilho de ar e um móvel, movimentando-se sobre este. Um trilho de ar é um equipamento com trajetória retilínea onde, graças ao fluxo de ar que passa internamente sobre a trajetória e sai através dos orifícios, o corpo desloca-se em um movimento com atrito desprezível. O equipamento dispõe ainda de duas bobinas nas extremidades da trajetória responsáveis pela repulsão que dá início ao movimento do corpo e pela atração que finaliza o movimento do mesmo. 
Para realizar as medidas de tempo, utilizamos um cronômetro digital com quatro sensores. Acompanhe o roteiro do experimento:
Com o fluxo de ar ligado, colocamos o móvel sobre o trilho e encostamos o seu ímã no centro da bobina;
Zeramos o cronômetro (chave B);
Observe que, alinhando a parte dianteira do móvel sobre a marca dos 100 mm, a sombra da haste lateral do carro ficará sobre a fotocélula do sensor1, logo a posição inicial x1 será 100 mm = 0,100m.
Marcamos a posição inicial x1 do móvel e mais quatro posições x2, x3, x4 e x5. Utilizando valores em metros e um mesmo intervalo entre elas, preenchemos a tabela abaixo:
	Posição (m)
	Δx=xf – xi (m)
	x0 = 0,100 
	
	x1 = 0,300
	Δx1 = 0,300-0,100 = 0,200
	x2 = 0,500
	Δx2 = 0,500-0,300 = 0,200
	x3 = 0,700
	Δx3 = 0,700-0,500 = 0,200
	x4 = 0,900
	Δx4 = 0,900-0,700 = 0,200
Desligamos os sensores 2, 3 e 4 do circuito. Neste caso, o cronômetro irá registrar o (t1-5 que o móvel levará para se deslocar da posição x1 para x5 desprezando as posições intermediárias. Acionamos o botão de zeramento do cronômetro, disparamos o móvel da posição inicial e cronometramos cinco tomadas de tempo para este movimento.
	(x0,4(m)
	(t0,4(s)
	0,800
	2,979
	0,800
	3,065
	0,800
	2,982
Com os valores da tabela, determine o valor médio para o tempo gasto pelo móvel para se deslocar da posição x0 para x4 e a sua velocidade média neste intervalo.
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Tornamos a colocar o móvel na posição inicial, refazendo a atividade anterior, agora determinando os (tn,m para cada (xn,m e completando a tabela:
	Nº de medidas
	1º Intervalo
	2º Intervalo
	3º Intervalo
	4º Intervalo
	
	x2-x1
	t2-t1
	x3-x2
	t3-t2
	x4-x3
	t4-t3
	x5-x4
	t5-t4
	1
	0,200
	0,898
	0,200
	0,775
	0,200
	0,723
	0,200
	0,689
	2
	0,200
	0,923
	0,200
	0,834
	0,200
	0,746
	0,200
	0,712
	3
	0,200
	0,945
	0,200
	0,822
	0,200
	0,765
	0,200
	0,743
	Valores médios
	0,200
	
	0,200
	
	0,200
	
	0,200
	
Com os valores da tabela, determine o valor médio para o tempo gasto pelo móvel para se deslocar da posição x0 para x4 e a sua velocidade média neste intervalo.
	
	1º Intervalo
	2º Intervalo
	3º Intervalo
	4º Intervalo
	Velocidade média em cada intervalo
	
	
	
	
Classifique o movimento estudado em função da trajetória e do comportamento das velocidades médias;
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Considerando a posição inicial x1=0 e t1=0, complete a tabela abaixo (use os valores médios da tabela do item 7) e construa o gráfico x versus t (não esqueça que o cronômetro informa o (t gasto em cada intervalo, logo, uma vez arbitrado t1=0, t2 equivalerá à leitura do 1º intervalo, t3 a soma do 1º com a do 2º); e assim sucessivamente.
	Posição ocupada pelo móvel (m)
	Instante
	x1 = 0,000 
	t1 = 0,000
	x2 =
	t2 =
	x3 =
	t3 =
	x4 =
	t4 =
	x5 =
	t5 =
Discuta sobre o significado físico da tangente a qualquer ponto da curva do gráfico x versus t.
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Após a determinação da velocidade, escreva a equação horária para a posição do móvel em função do tempo para o movimento realizado no experimento.
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Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
O MRUV é um movimento de um móvel descrito sobre uma trajetória retilínea, com aceleração vetorial constante e, portanto, com velocidade vetorial variada. Neste caso a posição da partícula em função do tempo é dada por:
	A equação mostra que para um instante inicial a partícula está em uma posição e possui velocidade inicial e, após um tempo t sua nova posição será x que é a soma de três termos: a posição inicial , mais a distância que ela percorreria se a velocidade fosse constante, mais uma distância produzida pela variação da velocidade .
Descrição Experimental
	Para produzir um movimento com aceleração constante, vamos elevar a extremidade esquerda o sistema do trilho de ar de forma a produzirmos uma pequena inclinação no mesmo. Como o sistema apresenta um atrito desprezível, produziremos um movimento sem atrito e com aceleração constante, onde não será necessário acionar a bobina para o movimento de descida do móvel. Para realizar as medidas de tempo, utilizamos um cronômetro digital com quatro sensores. Acompanhe o roteiro do experimento:
Colocamos o móvel sobre o trilho;
Com o fluxo de ar desligado, alinhamos a parte dianteira do móvel sobre a marca dos 0,100 m, observando que a sombra da capa existente na haste em “L” deverá estar sobre a fotocélula do sensor 1. Segurando o carro nesta posição, com cuidado avançamos a bobina 1 até encostar na ferrite do móvel.
Com o barramento ligeiramente inclinado e os sensores afastados 0,200 m um do outro, ligamos as chaves gerais do cronômetro e da fonte de alimentação CC.
Com o fluxo de ar ligado, posicionamos o móvel sobre a marca dos 0,100 m do barramento e o aproximamos da bobina 1, até encostar a haste com ferrite fixada no carro. Mantemos o móvel nesta posição através da chave inversora, apertamos a chave de zeramento B do cronômetro e liberamos o móvel, soltando a chave inversora.
A posição inicial x1 será 100 mm = 0,100m.
As posições x1, x2, x3, x4 e x5 devem estar distantes 0,200 m entre si, pois usaremos os mesmos deslocamentos já utilizados no estudo do MRU.
Colocamos o móvel na posição inicial e permitimos um movimento de descida;
Descreva suas observações sobre o movimento do móvel segundo a trajetória descrita e o intervalo de tempo (t gasto em cada intervalo.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Desligamos os sensores 2, 3 e 4 do circuito. Neste caso, o cronômetro irá registrar o (t1-5 que o móvel levará para se deslocar da posição x1 para x5 desprezando as posições intermediárias. Acionamos o botão de zeramento do cronômetro, disparamos o móvel da posição inicial e cronometramos cinco tomadas de tempo para este movimento.
	(x1,5(m)
	(t1,5(s)
	0,800
	0,931
	0,800
	1,186
	0,800
	1,087
Com os valores da tabela, determine o valor médio para o tempo gasto pelo móvel para se deslocar da posição x1 para x5 e a sua velocidade média neste intervalo.
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Tornamos a colocar o móvel na posição inicial, refazendo a atividade anterior, agora determinando os (tn,m para cada (xn,m e completando a tabela:
	Nº de medidas
	1º Intervalo
	2º Intervalo
	3º Intervalo
	4º Intervalo
	
	x2-x1
	t2-t1
	x3-x2
	t3-t2
	x4-x3
	t4-t3
	x5-x4
	t5-t4
	1
	0,200
	0,326
	0,200
	0,239
	0,200
	0,237
	0,200
	0,134
	2
	0,200
	0,326
	0,200
	0,240
	0,200
	0,237
	0,200
	0,134
	3
	0,200
	0,316
	0,200
	0,237
	0,200
	0,234
	0,200
	0,133
	Valores médios
	0,200
	
	0,200
	
	0,200
	
	0,200
	
Com os valores da tabela, determine o valor médio para o tempo gasto pelo móvel para se deslocar da posição x1 para x5 e a sua velocidade média neste intervalo.
	
	1º Intervalo
	2º Intervalo
	3º Intervalo
	4º Intervalo
	Velocidade média em cada intervalo
	
	
	
	
Classifique o movimento estudado em função da trajetória e do comportamento das velocidades médias;
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Como é denominada a grandeza que informa de quanto varia a velocidade do móvel na unidade de tempo? ______________________________________________
Considerando a posição inicial x1=0 e t1=0, complete a tabela abaixo (use os valores médios da tabela do item 11) e construa o gráfico x versus t (não esqueça que o cronômetro informa o (t gasto em cada intervalo, logo, uma vez arbitrado t1=0, t2 equivalerá à leitura do 1º intervalo, t3 a soma do 1º com a do 2º); e assim sucessivamente.
	Posição ocupada pelo móvel (m)
	Instante
	x1 = 0,000 
	t1 = 0,000
	x2 =
	t2 =
	x3 =
	t3 =
	x4 =
	t4 =
	x5 =
	t5 =
Com base na tabela anterior, eleve o tempo ao quadrado, completando a tabela abaixo, e trace o gráfico x versus t2;
	Posição ocupada pelo móvel (m)
	Tempo elevado ao quadrado (s2)
	x1 =
	t12 =
	x2 =
	t22 =
	x3 =
	t32 =
	x4 =
	t42 =
	x5 =
	t52 =
Determine, a partir deste gráfico, a aceleração média do móvel neste experimento;
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Após a determinação da aceleração, escreva a equação horária para a posição do móvel em função do tempo para o movimento realizado no experimento.
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