TRABALHO TRILHO SOBRE AR MRUV

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TRILHO DE AR NO Movimento retilíneo uniformemente variado
Universidade Estácio de Sá
Cesar Henrique Costa Veiga - 201608170713,
Miguel Henrique Florêncio da Silva – 201607400553
Rodrigo Mendonça Aragão - 201607075954
RESUMO:
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. Com esse experimento teremos condições de estudar as características físicas do movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) e de suas equações matemáticas, compreender o funcionamento de um trilho de ar, observar e caracterizar o movimento retilíneo uniformemente variável em um objeto móvel, determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro, determinar a velocidade média de um móvel através de medições de deslocamentos e intervalos de tempo.
Realizaremos o experimento utilizando a fórmula da função horária do espaço (Eq.1) e da função horária da velocidade (Eq.2) 
(S=So+Vot+at²/2) (1)
 (V=Vo+ at) (2)
INTRODUÇÃO
No experimento do trilho de ar podemos comparar dois valores de aceleração por meio de dois princípios da física, a Segunda lei de Newton e as leis da Cinemática. De acordo com a 2º Lei de Newton, se uma força resultante não nula age sobre um objeto de massa m, o mesmo apresentará uma aceleração a.
Matematicamente, a 2º Lei de Newton é apresentada através da seguinte equação(Eq.1): 
F=ma (1)
Com base nessa equação, pode-se obter teoricamente o valor da aceleração de um objeto. Isolando a aceleração, temos (Eq.2): 
a=F/m (valor teórico) (2)
Por outro lado, a aceleração experimental é dada pela cinemática escalar, o MRUV. O deslocamento de um corpo entre dois instantes dados é numericamente igual à área sob o gráfico velocidade instantânea x tempo compreendida entre estes dois instantes (Eq.3)
d = vo.t + at²/2 (3)
Com base nessa equação obtêm-se o valor da aceleração experimental isolando a aceleração e igualando a distancia inicial a 0 (Eq.4): 
a=2d/t² (valor experimental) (4)
TEORIA 
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 Linear. 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 ao 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.
DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL
Para esse experimento utilizamos o Colchão de Ar Linear; Gerador de fluxo de ar; Carrinho deslizante; Cronômetro Digital; 5 Sensores fotoelétricos e uma Régua milimétrica ou similar.Colocamos uma haste debaixo do trilho de ar ,dando assim uma inclinação de 5°(Fig.1).Os sensores (S0,S1,S2,S3 e S4) ficaram a uma distância de 0,15 m um para o outro. 
 Figura 1 – Trilho de ar com inclinação
 
 
 
RESULTADOS
Para obtermos o tempo médio de cada sensor executamos 3 leituras em cada sensor e depois dividimos pelo mesmo número de leituras ,para obtermos um intervalo de tempo médio mais preciso possível,segue abaixo a tabela com seus seguintes resultados (Tab.1):
 Tabela 1 – Medidas dos tempos em cada sensor
	Sensor
	Tempo 1(s)
	Tempo 2(s)
	Tempo 3(s)
	Tempo médio (s)
	1
	0,660
	0,637
	0,672
	0,656
	2
	0,352
	0,349
	0,353
	0,351
	3
	0,274
	0,273
	0,275
	0,274
	4
	0,231
	0,230
	0,232
	0,231
 
Usando um instrumento de medida podemos obter a distância de um sensor para o outro, nesse caso a variação da distância que obtivemos com a medição foi de 0,15 m.
Sensor 0 - 0
Sensor 1 -0,15 m 
Sensor 2 -0,30 m 
Sensor 3 -0,45 m 
Sensor 4 -0,60 m
Δs = S4 – S3
Δs = 0,60 – 0,45 = 0,15 m
Com os dados obtidos no experimento podemos construir um gráfico Espaço (m) x Tempo (s), como podemos verificar abaixo (Fig.2):
 
 Figura 2 – Curva do espaço versus tempo
Usando a fórmula V = 2 Δs (eq.3) podemos obter a prova real e encontraremos a velocidade de cada sensor em relação ao tempo (Tab.2), com o resultado plotaremos um gráfico velocidade (m/s) x tempo (s) (Fig.3), observe abaixo: 
Tabela 2- Resultado da prova real calculada utilizando a fórmula V = 2 Δs
	Sensor
	2 Δs (m)
	Tempo(s)
	v= 2 Δs (m/s)
	Sensor 1
	2x 0,15
	0,656
	0,45
	Sensor 2
	2x 0,30
	0,351
	1,70
	Sensor 3
	2x 0,45
	0,274
	3,28
	Sensor 4
	2x 0,60
	0,231
	5,19
 
 Figura 3 – Curva da velocidade versus tempo
Observando a equação da função horária do espaço, podemos identificar a aceleração y = 4,745x2 - 5,243x + 1,547, onde 1a/2= 4,745x² , logo a aceleração é igual 9,49 m/s²( valor próximo à aceleração gravitacional) e a velocidade inicial é - 5,243 m/s.
 
 
 
CONCLUSÃO
No MRUV podemos comprovar através da inclinação da reta do gráfico S x T, que o seu coeficiente angular é a aceleração e que permanece constante ao longo do tempo, também concluímos que o espaço percorrido pelo móvel pode ser calculado através do gráfico V x T. já a velocidade pode ser encontrada com a área do gráfico a x t. Os resultados encontrados em nosso experimento foram os mais precisos possíveis, pois apesar dos valores que serviram para preencher as tabelas não serem exatamente iguais, eles foram satisfatórios na hora de efetuar cálculos, (de velocidade, aceleração, etc) e nos auxiliaram no momento que plotamos os gráficos que nos ajudaram a fazer a demonstrações necessárias e esperadas para o objetivo do experimento.
REFERÊNCIAS
http://www.professorguilherme.net/aprenda_fisica_arquivos/01%20mecanica/01%20cinematica/movimento
https://www.google.com.br/search?q=trilho+de+ar+mruv+com+inclina%C3%A7%C3%A3o&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiWsZH057nUAhXEGZAKHQKDDI4Q_AUIBygC&biw=1920&bih=876#tbm=isch&q=trilho+de+ar+inclinado&imgrc=aAPjSnwfbKaa8M: