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Campus: Santa Cruz Disciplina: CCE1153 – Física Teórica e Experimental I Professor: Maurício Quelhas Antolin Turma: 3057 Movimento Uniforme Luiz Antônio Moreira da Silva – matr.: 20180229306-1 Marcelo Corrêa da Silva – matr.: 20180212161-7 Márcio Barboza da Silva – matr.: 20180212397-1 Renato dos Santos Vieira – matr.: 20180212398-9 Santa Cruz, Rio de Janeiro Agosto/2018 Física – Movimento Uniforme 1 1. Objetivo Esse experimento tem por objetivos o estudo do movimento retilíneo uniforme e a obtenção da equação horária do M.U. 2. Introdução Considera-se como movimento uniforme todo movimento que possua velocidade escalar instantânea constante, com módulo diferente de zero. Desta forma, a velocidade média em qualquer intervalo de tempo coincidirá com a velocidade instantânea. Por consequência, pode-se inferir que somente a posição varia com o tempo. Diante dessas informações é possível calcular a velocidade do corpo a partir da fórmula de velocidade média, qual seja: 𝑽𝒎 = 𝜟𝑺 𝜟𝒕 onde ΔS corresponde à variação de posição do corpo e Δt à variação de tempo. Após compreendida e trabalhada, a partir desta fórmula podemos chegar à equação horária do movimento uniforme: S = So + vt Onde S corresponde à posição final do corpo, S0 à posição inicial, v à velocidade média e t o tempo gasto para percorrer a distância S – S0. 3. Material utilizado e montagem experimental 2.1 Material utilizado: • Colchão de Ar Linear o Marca: CIDEPE • Carrinho para colchão de ar o Marca: CIDEPE • 5 (cinco) sensores fotoelétricos o Marca: CIDEPE o Modelo: EQ012M • Gerador de Fluxo de Ar o Marca: CIDEPE o Modelo: EQ021A • Cronômetro Digital - Multifuncional o Marca: CIDEPE o Modelo: EQ228A 2.2 Montagem experimental No experimento foi utilizado o gerador de fluxo de ar para movimentar o carrinho no colchão de ar, enquanto o cronômetro media o tempo gasto na passagem do mesmo em cada um dos 5 sensores fotoelétricos, considerando a posição inicial e a distância entre os sensores. Essa medição foi realizada por 5 (cinco) vezes. 4. Procedimento Inicialmente, os sensores fotoelétricos foram dispostos no trilho do colchão de ar com espaçamento entre eles aproximadamente iguais. Em seguida, o carrinho foi colocado na posição inicial (início do trilho) e foi disparado o fluxo de ar, de forma que o mesmo se movesse com velocidade constante. Durante o deslocamento, o cronômetro digital mediu o tempo gasto pelo corpo durante a passagem entre os sensores e entre a posição inicial e o último sensor (posição final). Após as 5 medições chegou-se à tabela abaixo, considerando a distância entre sensores fotoelétricos de 0,1 m: Tabela 1 - Dados para análisedo M.U. Medição t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) �̅� (s) 1 0,33135 0,33175 0,33515 0,33545 0,33342 2 0,33105 0,33305 0,33600 0,33170 0,33395 3 0,33570 0,33695 0,34175 0,34220 0,33915 4 0,33120 0,33245 0,33590 0,33575 0,33382 5 0,33305 0,33375 0,33730 0,33515 0,33481 Com base nas medições calculou-se o tempo médio gasto pelo corpo para percorrer a distância entre 2 sensores contíguos e a velocidade média deste movimento. Física – Movimento Uniforme 2 5. Resultados Primeiro, calculamos o tempo médio gasto pelo carrinho para percorrer a distância entre 2 sensores contíguos: 𝑡̅ = 0,33342+0,33395+0,33915+0,33382+0,33481 5 𝑡̅ = 1,67515 5 𝑡̅ = 0,33503 s Em seguida, calculamos a velocidade média desse movimento: 𝑽𝒎 = 𝜟𝑺 𝜟𝒕 𝑉𝑚 = 0,1 0,33503 𝑉𝑚 = 0,29848 m/s 6. Conclusão Considerando-se que o movimento é uniforme e, portanto, a velocidade é constante, chega-se à conclusão que a velocidade inicial é igual à velocidade final, ou seja, a velocidade média entre 2 pontos contíguos é igual à velocidade média entre o primeiro e o último sensor. Diante disso, podemos inferir que a equação horária deste experimento é: S = So + 0,29848t Arredondando o valor da velocidade média para 0,3 m/s, teríamos a equação: S = So + 0,3t Para comprovar a veracidade da equação, calculemos a posição do corpo no instante t1 (passagem pelo sensor 2), com So = 0: S1 = 0 + 0,3 x 0,33503 S1 = 0,100509 m E no instante t2 (passagem pelo sensor 3): S2 = 0,100509 + 0,3 x 0,33503 S2 = 0,201018 m Pode-se perceber que a distância entre os sensores 1 e 3 é o dobro da distância entre os sensores 1 e 2, confirmando a informação que os sensores possuem o mesmo espaçamento entre si: S2 – S1 = 0,201018 – 0,100509 S2 – S1 = 0,100509 m 7. Bibliografia BARROS, Luciane Martins; BELISIO, Adriano Silva; Física Teórica Experimental I. 1ª Edição, SESES, Rio de Janeiro, 2016.
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