Relatorio 4.1 TRILHO DE AR P2

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Universidade Estadual de Maringá
Centro de Ciências Exatas
Departamento de Física
Laboratório de Física I
Experimento 4.1: Parte 2
Curso: Engenharia Elétrica
Turma: 01
Professora: Carla
Acadêmico: 
Guido Assano Zoner, RA: 85104
Maringá, 19 de Abril de 2013.
Resumo:
A análise do experimento realizado em um trilho de ar (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado), consistiu em determinar a aceleração do móvel e a força resultante do mesmo. Para isso foi utilizado um carrinho e 05 massas aferidas por uma balança eletrônica. Após tal, os valores da força e aceleração foram plotados no gráficos, obtendo o valor de uma constante.
Introdução Geral:
O experimento em questão trata-se de um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. Para tal, sabemos que a velocidade varia linearmente com o tempo, podendo aumentar ou diminuir em módulo, conforme o valor da aceleração obtida no procedimento. Mas a aceleração permanece constante.
Objetivos:
Analisar o comportamento do móvel contido no trilho de ar, quando este encontra-se preso a um fio inextensível que percorre uma roldana, que por sua vez encontra-se ligada a um suporte. Encontrar as diferentes acelerações do móvel, uma vez que as massas que estão fixadas no móvel são transferidas para o suporte, promovendo assim, uma aceleração maior do conjunto.
Fundamentação teórica:
No experimento analisado o móvel, preso a uma massa m, percorre um trilho de ar. Assim sendo, observamos a presença de um movimento retilíneo uniformemente acelerado, com a velocidade e aceleração variando com o tempo. Para minimizar os efeitos das forças atuantes no plano, utilizamos o trilho de ar, a fim de minimizar ao máximo a força de atrito.
Fórmuladas utilizadas no experimento:
 (1-0) (1-2)
 
 (1-1) (1-3)
Desenvolvimento experimental:
Materiais utilizados:
1 trilho de ar
1 compressor de ar
1 cronômetro digital com 4 aferições
1 carrinho
1 eletroímã
5 sensores de tempo
1 trena
1 fio inextensível 
1 suporte para massas
5 massas 
1 nível
Montagem experimental:
 
(figura ilustrativa de um trilho de ar)
Descrição do experimento:
Foram aferidos a massa do móvel, a massa do suporte e as 05 massas utilizadas no experimento. Após tal, o carrinho foi posicionado em cima do trilho de ar, sendo o móvel fixado a um fio inextensível que percorre uma roldana e é interligado a um suporte. Assim sendo, as 05 massas aferidas foram colocadas sob o suporte, a afim de aumentar a massa total do sistema. O experimento foi executado e foram obtidos quatro tempos diferentes. Após tal, uma massa que encontrava-se no carrinho foi transferida para o suporte, a fim de aumentar a aceleração do sistema. O experimento foi novamente executado e os quatro tempos foram obtidos. Os próximos procedimentos foram realizados da mesma maneira, transferindo uma massa do carrinho para o suporte, até que o carrinho encontrava-se sem nenhuma massa e o suporte possuía as cinco massas.
Após a execução completa do experimento, foi determinado o tempo médio das 6 quedas da massa, e assim sendo foi calculado o desvio padrão pela equação (1-3).
Assim sendo, foi calculado a força resultante do sistema, uma vez que T=m.a e P2= (m1+m2).a. Então, foi calculado a aceleração do conjunto, pela equação (1-2).
Dados obtidos experimentalmente:
Massa dos anéis
	1)
	4,95g
	2)
	5,00g
	3)
	5,05g
	4)
	5,05g
	5)
	5,05g
	
	
Massa do suporte: 8,60g
Determinando os tempos de queda:
Tempo de queda com 05 massas no carrinho e 00 massas no suporte:
	T1 (s)
	1,831
	T2 (s)
	1,765
	T3 (s)
	1,776
	T4 (s)
	1,752
Tempo de queda com 04 massas no carrinho e 01 massa no suporte:
	T1 (s)
	1,424
	T2 (s)
	1,432
	T3 (s)
	1,421
	T4 (s)
	1,416
Tempo de queda com 03 massas no carrinho e 02 massas no suporte:
	T1 (s)
	1,209
	T2 (s)
	1,211
	T3 (s)
	1,223
	T4 (s)
	1,212
Tempo de queda com 02 massas no carrinho e 03 massas no suporte:
	T1 (s)
	1,076
	T2 (s)
	1,083
	T3 (s)
	1,080
	T4 (s)
	1,078
Tempo de queda com 01 massa no carrinho e 04 massas no suporte:
	T1 (s)
	0,984
	T2 (s)
	0,986
	T3 (s)
	0,979
	T4 (s)
	0,985
Tempo de queda com 00 massa no carrinho e 05 massas no suporte:
	T1 (s)
	0,918
	T2 (s)
	0,915
	T3 (s)
	0,917
	T4 (s)
	0,917
Cálculo dos tempos médios:
Todas as massas fixadas no móvel:
Tm= [(1,831+1,765+1,776+1,781)/4]= 1,788s
04 massas fixadas no móvel e 01 massa no suporte:
tm= [(1,424+1,432+1,421+1,416)/4]= 1,423s
03 massas fixadas no móvel e 02 massas no suporte:
tm= [(1,209+1,211+1,223+1,212)/4]= 1,213s
02 massas fixadas no móvel e 03 massas no suporte:
tm= [(1,076+1,083+1,080+1,078)/4]= 1,073s
01 massa fixada no móvel e 04 massas no suporte:
tm= [(0,984+0,986+0,979+0,985)/4]= 0,983s
00 massa fixada no móvel e 05 massas no suporte:
tm= [(0,918+0,915+0,917+0,917)/4]= 0,916s
Cálculo do espaço:
Cálculo da aceleração:
Pela equação (1-2), obtemos que a= , e assim sendo:
a1= (2. 0,598 / 3,17) = 0,377m/s2
a2= (2. 0,598 / 2,02) = 0,590m/s2
a3= (2. 0,598 / 1,47) = 0,815m/s2
a4= (2. 0,598 / 1,16) = 1,027m/s2
a5= (2. 0,598 / 0,96) = 1,237m/s2
a6= (2. 0,598 / 0,83) = 1,425m/s2
Cálculo da Força Resultante:
Sabendo que T=m.a e P2= (m1+m2).a, temos que:
FR1= (0,249+0,0086). 0,377 = 0,93N
FR2= (0,249+0,0086). 0,590 = 1,47N
FR3= (0,249+0,0086). 0,815 = 2,02N
FR4= (0,249+0,0086). 1,027 = 2,55N
FR5= (0,249+0,0086). 1,237 = 3,08N
FR6= (0,249+0,0086). 1,425 = 3,55N
Cálculo do módulo de escala:
Para o eixo y (força) :
Me= 20/3,55 = 0,0563
Para o eixo x (aceleração) :
Me= 20/1,027 = 0,1403
Cálculo do desvio padrão:
Para o tempo médio 1:
 = 0,03 cm
Para o tempo médio 2:
 = cm
Para o tempo médio 3:
 = 0,006cm
Para o tempo médio 4:
 = 0,003cm
Para o tempo médio 5:
 = 0,0182cm
Para o tempo médio 6:
 0,0152cm
Cálculo da constante:
Pelo gráfico, sabemos que K=
Análise dos resultados:
Pelos desvios apresentados acima, temos que os resultados obtidos não fugiram em demasia do padrão, portanto podemos considerados inteiramente válidos. Adotando isso, temos que os erros de manuseio, erros de equipamento e erros experimentais foram minimizados.
Conclusões:
Tomemos os resultados obtidos como referencia. Assim sendo, temos que a aceleração do móvel aumenta quando há um acréscimo de massa no suporte, e a velocidade aumenta, uma vez que os corpos são tratados como apenas um (conjunto). A aceleração aumenta em módulo, uma vez que a mesma é diretamente proporcional a massa.
Pelo cálculo da constante, temos que a mesma trata-se da massa do carrinho, uma vez que força é medida em (N), massa em (kg) e aceleração em (m/s2). Assim sendo, N = kg . m/s2 . Temos que a constante K tem unidade em kg e equivale a massa do carrinho.
Referências bibliográficas:
Manual de laboratório – Física 1 – Instituto de física – Universidade de São Paulo, 40-41 (1983)
Fundamentos de física – Volume 1 – Oitava edição – Jearl Walker / Halliday
Física Geral e Experimental – Volume 1 – Terceira edição – Jóse Goldemberg – Companhia Editora Nacional, 68-78 – (1977)