Movimento retileno uniforme

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FMU 
Mecânica Clássica - Laboratório 
Alunos: 
 
 
 
Turma: 
Professor: Airton C. A. Borges Data: 26.02.2015 
 
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Experiência – Movimento Retilíneo Uniforme 
 
Objetivos 
 
• Estudo do movimento retilíneo uniforme (M.R.U.), por meio da medida da velocidade de um carrinho 
que desliza sobre um trilho de ar. 
• Realizar medidas utilizando unidades do Sistema Internacional. 
 
Material utilizado 
 
1 trena; 
1 paquímetro; 
1 trilho de ar; 
1 carrinho de alumínio com perfil transversal em forma de Y 
1 cartão bloqueador de sinal; 
2 batedores; 
2 massas; 
1 fonte de fluxo de ar; 
2 sensores ópticos; 
1 sistema de aquisição de dados (cabos, interface e micro); 
Obs.: confirir o material sobre a bancada comunicando o professor na falta de itens. 
 
 
1. Introdução 
 
O movimento retilíneo uniforme (MRU) é um dos movimentos mais simples existentes. Este movimento é 
caracterizado pelo fato da velocidade ser constante. De acordo com a primeira lei de Newton, uma partícula 
que esteja em MRU permanecerá com este tipo de movimento, a menos que uma força externa atue sobre a 
mesma. 
Do ponto de vista experimental, pode-se dizer que o movimento retilíneo uniforme é caracterizado por 
variações de espaços iguais em intervalos de tempo iguais, o que implica em uma velocidade constante 
(sem aceleração). 
 
Matematicamente, o MRU é descrito por uma função do primeiro grau onde a variável independente é o 
tempo e a variável dependente é a posição da partícula em um deterninado instante: 
 s(t) = s0 + vt 
onde s(t) é a posição da partícula no instante t, s0 é a posição inicial (posição em que a partícula estava no 
início do movimento) e v é a velocidade (constante) da partícula durante o movimento. 
No Sistema Internacional de Unidades (SI), posição é medida em metros, tempo em segundos e 
velocidade em metros por segundo. 
A expressão acima é conhecida como “Equação Horária do Movimento 
Retilíneo Uniforme”. 
Como a relação entre a posição da partícula e o tempo decorrido é dada por 
um função do primeiro grau, esse movimento pode ser representado 
graficamente por um plano cartesiano onde o tempo é aparece no eixo 
horizontal e a posição no vertical (como na figura 1). 
 
 
 
 
Figura 1 - Gráfico do MRU 
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Da figura pode-se verificar que o coeficiente angular da reta é numericaente igual a velovidade da 
partícula: 
 
v = Δs
Δt
=
s− s0
t − t0
 
 
 
 
Procedimento Experimental 
 
O experimento consiste em medir os intervalos de tempo necessários para o carrinho se deslocar por três 
distâncias fixas, alterando as condições de lançamento e a massa do carrinho. 
A experiência está dividida em duas partes: 
I. Estudar as mudanças no movimento provocadas por alterações na tensão do elástico de lançamento. 
II. Verificar o que ocorre quando a massa do carrinho é alterada. 
 
Etapas do Procedimento 
 
1. Ajustar os parafusos de nivelamento do trilho de ar para garantir ele fique na posição horizontal; 
2. Encaixar a fonte de fluxo de ar no trilho e ligue-a; 
3. Encaixar no carrinho o cartão bloqueador de sinal e os batedores; 
4. Colocar o carrinho sobre o trilho a fim de verificar se o trilho não está inclinado; 
Obs: O carrinho não deve pender para nenhum lado. Não mova o carrinho sobre o trilho com o ar 
desligado 
5. Escolher a extremidade a partir da qual o carrinho será lançado; 
6. Posicionar o primeiro sensor cerca de 60 cm da posição incial. A posição do segundo sensor óptico irá 
variar ao longo da experiência, para que se possa ajustar as distâncias de 20 cm, 40 cm e 60 cm. Manter os 
sensores perpendiculares ao trilho. 
7. Lançar o carrinho, pressionando-o contra o elástico e soltando-o em seguida. Observe que a posição de 
partida do carrinho seja igual a 8 cm. Para levar o carrinho de volta ao ponto de partida, não lance o 
carrinho no sentido contrário. Retire o carrinho do trilho e transporte-o até a posição de lançamento. 
8. Medir o tempo que o carrinho leva para percorrer três distâncias diferentes: 20, 40 e 60 cm. Estas 
distâncias são ajustadas mudando a posição do segundo sensor óptico. Realizar 5 (cinco) medidas de 
tempo para cada distância, Anotar os dados na tabela 1. 
 
Tabela 1 - Resultados da medidas 
Tempo Decorrido 
Distância percorrida 
20 cm 40 cm 60 cm 
t1 
t2 
t3 
t4 
t5 
 
 
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9. Calcular o tempo médio gasto pelo carrinho para percorrer cada distância: 
 
tmédio =
1
N
ti
i=1
5
∑ = t1 + t2 + t3 + t4 + t55 
 
10. Calcular a velocidade média do carrinho para cada percurso, convertendo antes centímetors para 
metros : 
 
vmédia =
Δs
Δt 
 
11. Adcionar 2 massas no carrinho (uma de cada lado) e repetir o procedimento a cima, utilizando a tabela 
2 para registrar os dados. 
 
Tabela 2 - Segunda parte da experiência. 
Tempo Decorrido 
Distância percorrida 
20 cm 40 cm 60 cm 
t1 
t2 
t3 
t4 
t5 
 
 
 
 
Análise 
 
Parte 1: Carrinho vazio; sem massa adicional. 
 
O que pode ser observado quando se compara as três velocidades médias calculadas com base nos dados da 
Tabela 1? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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O mesmo comportamento é observado no caso do carrinho com as massas, a partir do dados tabela 2? 
Por que? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Explicar as possíveis semelhanças ou diferenças entre os resultados obtidos nas duas partes da 
experiência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quais as conclusões que se pode obter para o MRU a partir dos resultados e análise dos dados da 
experiência?