Prática 4 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

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Universidade Federal do Ceará 
Centro de Tecnologia 
Curso de Engenharia Metalúrgica 
 
 
 
 
 
Relatório de Física Experimental  
Prática 04: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
 
 
 
 
 
 
Aluna: Sílvia Beatriz Fonteles de Souza                       Matrícula: 367485 
Professor: Diego Franklin                                             Turma: 35A 
Disciplina: Física Experimental Para Engenharia 
1. Objetivos
Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento relilíneo uniformemente variado.
2. Material
Trilho de ar com eletroímã;
Cronômetro eletrônico digital;
Unidade geradora de fluxo de ar;
Carrinho com três pinos (pino preto, pino ferromagnético e um pino qualquer);
Chave liga/desliga;
Cabos;
Fotossensor;
Paquímetro;
Calço de madeira;
Fita métrica.
3. Introdução Teórica
 Um corpo que se desloca retilineamente, ou seja, a variação da velocidade dá-se somente em módulo, nunca em direção, em um movimento uniformemente variado é um corpo que apresenta aceleração constante durante toda sua trajetória. Em outras palavras, podemos dizer que a velocidade do corpo sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais. 
 Podemos distinguir o MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado) em dois tipos, o retardado e o acelerado. Caso o sentido da aceleração seja o mesmo da velocidade, dizemos que este trata-se de um movimento acelerado. Em contrapartida, se o sentido da aceleração for contrário ao da velocidade, temos um movimento retardado. 
 A equação da velocidade do movimento uniformemente acelerado é dada por:
 Como podemos observar, a mesma trata-se de uma equação do primeiro grau, logo, seu gráfico trata-se de uma reta com inclinação não-nula.
 Uma informação importante que pode ser obtida ao observarmos o gráfico de VxT é que a inclinação da reta é numericamente igual à aceleração do corpo de qual se trata o movimento caracterizado no gráfico. 
 A função horária do espaço neste tipo de movimento é dada por:
 Logo, temos que o gráfico do espaço é dado por uma parábola, por sua equação se tratar de uma equação do segundo grau, com a concavidade definida pelo sentido da aceleração do movimento.
 Ao substituirmos a equação horária da velocidade na equação horária do espaço, teremos, como resultado, a seguinte equação: 
 A equação mostrada acima é denominada "Equação de Torricelli", em homenagem à Evangelista Torricelli, por quem a equação foi descoberta, e trata-se de uma maneira alternativa de calcularmos a velocidade final do objeto, quando não se dispõe do tempo em que o corpo permaneceu em movimento. 
 
4. Procedimento
 Antes de começar o experimento, os alunos teriam que montar o equipamento disposto na mesa e ligar a unidade geradora de ar, a qual tinha a função de reduzir ao máximo o atrito entre o carrinho e o trilho, para que os cálculos não fossem influenciados pela força de atrito.
 Foi fornecido um calço de madeira, que serviria para causar uma pequena inclinação no trilho, para que o carrinho deslizasse sobre o mesmo. Com o paquímetro, os estudantes mediram a espessura da madeira e encontraram o valor de 10,8 mm.
 Além de medir a espessura da madeira, os alunos mediram a distância entre os pés de apoio do trilho, para que fosse possível calcular o ângulo de inclinação, achando os valores de 166 cm para a distância e 3,82° para a inclinação do trilho.
 Após verificar se o trilho estava nivelado, os estudantes posicionaram o fotossensor na posição 1, conforme a tabela mostrada abaixo, que foi medida com uma trena. A seguir, fixaram o carrinho no eletroímã posicionado em uma das extremidades do trilho e ligaram a chave.
 Depois de tudo preparado, para o carrinho iniciar seu movimento, bastava que a chave fosse desligada e, ao mesmo tempo, iniciaria a contagem do cronômetro, que seria pausada automaticamente quando o pino do carrinho passasse pelo fotossensor.
 O mesmo procedimento foi repetido para as outras posições do fotossensor.
 Os dados obtidos foram anotados na tabela abaixo:
5. Questionário
1) O que representa o coeficiente angular do gráfico "x contra t"? 
 Não existe coeficiente angular no gráfico de SxT, devido ao mesmo se tratar de uma parábola.
 
2) Quais as conclusões tiradas do gráfico "x contra t" em relação a velocidade?
 Ao analisarmos o gráfico SxT, percebemos que o carrinho anda distâncias diferentes para espaços de tempo iguais. Isso se dá devido ao movimento do carrinho tratar-se de um movimento uniformemente variado, em que a velocidade aumenta no decorrer da trajetória.
3) O que representa o coeficiente angular do gráfico "x contra t²"?
 Pela fórmula a = 2x/t², temos que o coeficiente angular do gráfico SxT² representa a metade do módulo da aceleração do movimento.
4) Traçe o gráfico da velocidade em função do tempo com os dados da tabela 4.1.
5) Trace o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da tabela 4.1.
6) Determine a aceleração:
	a. Pelo gráfico x contra t²:
	b. Pelo gráfico v contra t:
7) A aceleração de um corpo descendo um plano inclinado sem atrito é a=g.senθ. Compare o valor teórico da aceleração com o valor obtido experimentalmente. Comente os resultados.
 Os resultados deram próximos entre sim, entretanto, com uma pequena diferença, devido à erros experimentais, como aproximações, erro de paralaxe, trilho nivelado de forma incorreta, etc.
6. Conclusão
 Durante o experimento, os alunos puderam comprovar, no laboratório, o que antes foi ensinado em sala de aula e ver de perto como constitui-se um movimento retilíneo uniformemente variado. 
 De posse dos dados obtidos durante o experimento e anotados na tabela apresentada neste relatório, foi possível o cálculo do deslocamento, da velocidade e da aceleração do carrinho que se movia uniformemente acelerado pelo trilho, alcançando, assim, os objetivos com êxito. Além disso, após feitos os cálculos do deslocamento, velocidade e aceleração, foi possível a construção dos gráficos solicitados aos alunos.
7. Bibliografia
Roteiro de Aulas Práticas.
http://minhasaulasdefisica.blogspot.com.br/2012/05/graficos-do-mruv.html
- Acessado em: 27/04/2014
http://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo-uniformemente-variado/
-Acessado em: 27/04/2014