Relatório de Física - MRUV e Queda livre

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Departamento de Exatas
Turma: 19B
Renan Gonçalves
Mauro Pacheco
Jéssica Araújo
Relatório de Laboratório de Física I
Queda Livre e Movimento Uniforme Unidimensional
Lavras – MG
Novembro/2014
1.Resumo:
	
Este relatório descreve várias medições de tempo da queda livre de uma esfera metálica através de um cronômetro digital ligado a 4 sensores limitadores de percurso representando início e fim, analisado este tempo em alturas diferentes. Na sequência é apresentado o tratamento de dados no intuito de encontrar a discrepância percentual entre a gravidade da previsão teoria e a gravidade experimental.
O segundo experimento realizado com um carrinho impulsionado sem atrito ao longo de uma canaleta e anotados os tempos de passagem com um cronômetro manual e sensores a fim de conhecer o movimento da partícula.
1.1.Resumo Teórico:
1.1.1. Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U.):
1.1.2. Descrição:
        Movimentos que possuem velocidade escalar instantânea constante (não-nula) são chamados: Movimentos Retilíneos Uniformes. Decorre imediatamente que a velocidade escalar é a mesma em todos os instantes, ela coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado:
V = Vm = Δs/Δt = constante (≠ 0)
 Daí decorre que, no Movimento Retilíneo Uniforme, o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.
1.1.3. Função Horária do M.R.U.:
No M.R.U, a velocidade escalar instantânea é constante e coincide com a velocidade escalar média qualquer que seja o intervalo de tempo. Portanto, de:
Vm= Δs/Δt resulta V= Δs/Δt
Fazendo Δs = s – so e Δs = t – 0 = t, vem:
v = s – so / t
v . t = s – so
s = so + vt função horária do M.R.U.
v = constante
1.2.1. Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.):
1.2.2. Descrição:
Movimentos que possuem aceleração escalar instantânea constante (não nula) são chamados Movimentos Retilíneos Uniformemente Variados.
Decorre imediatamente, que se a aceleração escalar é a mesma em todos os instantes ela coincide com a aceleração escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado: 
 α= αm = Δv/Δt = constante (≠ 0)
Assim, no M.R.U.V., a variação da velocidade Δv é diretamente proporcional ao intervalo de tempo Δt correspondente. Isso significa que no M.R.U.V. a velocidade escalar experimenta variações iguais em intervalos de tempo iguais.
Sendo Vo a velocidade escalar no instante t=0, denominada velocidade inicial, e v a velocidade escalar num instante t, vem:
 α = αm = Δv/Δt α = v – vo/ t – 0
Essa função estabelece como varia a velocidade escalar no decurso do tempo: vo e α são constantes e a cada valor de t corresponde um valor v.
2. Introdução:
A queda livre é o movimento de um corpo que, partindo do repouso e desprezando a resistência do ar, está sujeito, apenas à interacção gravítica.
Foi Galileu quem observou que, desprezando a resistência do ar, todos os corpos soltos num mesmo local caem com uma mesma aceleração, quaisquer que sejam suas massas. Essa aceleração é denominada aceleração gravítica (), sendo que a única força que actua sobre o corpo é a força gravítica (  ).
Os corpos apenas sujeitos à força gravítica chamam-se graves e dizem-se em queda livre, independentemente do facto de estarem a cair ou a subir.
 
Denomina-se Movimento Retilíneo quando a trajetória é uma linha reta, e Movimento Uniforme quando a velocidade escalar do móvel é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo, significando que, no movimento uniforme o móvel percorre distâncias iguais em tempos iguais.
Dessa forma podemos concluir que Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U.) é definido como aquele que possui velocidade instantânea constante. Decorre, imediatamente, da definição que a velocidade escalar média é também constante, para qualquer intervalo de tempo, e seu valor coincide com o da velocidade escalar instantânea. Isso é o mesmo que dizer que o móvel percorre uma trajetória retilínea e apresenta velocidade escalar constante.
Suponhamos que a velocímetro de um automóvel indique o mesmo valor durante todo um intervalo de tempo, como, por exemplo, 90 Km/h. Dizemos que o movimento do automóvel nesse intervalo de tempo é uniforme.
 
3.Objetivos: 
 
O objetivo do experimento da queda livre consiste em estudar o movimento de um corpo em queda livre e a partir desse estudo, determinar entre outros parâmetros, o módulo da aceleração da gravidade local.
 Este relatório também engloba cálculos e textos explicativos a respeito da experiência feita em laboratório sobre o trilho de ar no M.R.U. (Movimento Retilíneo Uniforme) e M.R.U.V. (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado).
Conseguiremos através da base teórica sobre o assunto obter as medidas dos materiais e a porcentagem de erro que nosso grupo ocasionou durante a experiência, por não ler ou manusear os instrumentos com precisão.
Tem como objetivo calcular as equações horárias do movimento retilíneo uniforme e comparar os resultados obtidos através da marcação com um cronômetro digital, captando a passagem do carrinho através de sensores, com um cronômetro manual de um aparelho celular. 
4. Parte Experimental:
4.1. Procedimento Experimental:
Nivelar o aparelho utilizando o prumo para ajustar os parafusos na base da coluna suporte.
Ir ajustando os sensores ópticos corretamente de acordo com a medida que se deseja obter.
Fazer as ligações elétricas necessárias, ligar o eletroímã e prender á ele o corpo C.
Acionar o botão “shoot” para soltar o corpo e realizar então as medidas de tempo necessárias.
Desligar o aparelho e anotar o tempo para determinado intervalo de espaço em uma tabela.
4.1.1.Queda Livre: 	
Materiais utilizados: 
Tripé de ferro com sapatas niveladoras; 
Cronômetro digital; 
Haste de alumínio com escala; 
Eletroimã; 
- Sensores de Movimento; 
Saquinho para contenção das esferas de aço; 
3 esferas de aço com massas diferentes
 
 	A massa da esfera foi medida, e a posicionamos o primeiro sensor a 10cm da esfera.
 	A esfera é posicionada junto ao eletroímã, o cronômetro é zerado; em seguida o eletroímã é desligado e a esfera é abandonada do repouso, percorrendo os 4 sensores posicionados 10 cm de distância um do outro, onde captam a passagem da mesma, e o cronômetro digital revela o tempo em que a esfera passou por cada sensor.
 
4.1.2.Movimento Unidimensional: 
4.1.2.1.Materiais Utilizados: 
- Cronômetro Digital;
- Cronômetro de aparelho celular;
- Trilho de ar;
- Gerador de Fluxo de Ar;
- Régua; 
- Carrinho;
- Sensores; 
- Cavaleiro com mola e imã;
- Bobina para disparo do cavaleiro;
- Fonte 6 V DC, chave inversora;
- Compressor de ar;
- Sensores ópticos;
- Cronômetro digital com disparo automático para 4 intervalos de tempo; 
- Nível com base magnética;
- Régua de plástico;
- Balança;
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 Foram medidos os espaços entre os 4 sensores e os deixamos iguais 
(no caso, 20 cm de distância de cada sensor). Após isso, ligamos devidamente os aparelhos e iniciamos o cronômetro digital junto com o disparador do carrinho. O cronômetro digital informou as 4 medidas dos intervalos de tempo entre cadasensor (em segundos). Após isso, calculamos o tempo que o carrinho levou para passar pelos sensores e fizemos o cálculo das velocidades instantâneas (em centímetros/segundos), dadas pela fórmula: V = x /t, onde v = velocidade, x = distância dos sensores e t = tempo.
5.Resultados e Discussões:
O cálculo da Velocidade foi utilizada a fórmula V=x/t. Então para se calcular a sua incerteza chegou-se a seguinte equação: . 
5.1. Faixa de Medição e precisão dos Instrumentos:
Segueabaixo a faixa de medição e precisão dos instrumentos utilizados na experiência:
	Instrumento
	Menor leitura
	Maior leitura
	Resolução
	Precisão
	Cronômetro
	0,0
	99,99s
	0,001s
	0,001s
	Régua
	0,0
	1000mm
	1mm
	0,001mm
6. Conclusões:
Aprendemos com essa experiência a diferença entre M.R.U. (Movimento Retilíneo Uniforme) e M.R.U.V. (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado).
Ao soltarmos o carrinho no trilho horizontal, verificamos através da observação que o tempo varia pouca coisa entre os espaços delimitados ao longo do trilho de ar. Verificamos através de cálculos, que a velocidade média do carrinho varia proporcionalmente ao tempo que o carrinho leva para passar por cada intervalo, variando pouca coisa de intervalo a intervalo, observando assim que o carrinho desempenha um Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U.) ao longo do trilho de ar.
Ao comparar os instrumentos de medida: aparelho celular e sensores de movimento, conclui-se que os sensores captam a passagem do carrinho sobre o trilho com mais precisão, visto que, o fato de usar o aparelho celular manualmente, existe erros referente a posição que cada observador vê o carrinho e também o tempo de resposta do cérebro que envia a sinapse para pressionar o botão interfere na obtenção dos resultados. 
7. Bibliografia: 
	http://www.sofisica.com.br
	http://www.fisica.net
	http://www.infoescola.com/fisica
	http://pt.wikipedia.org/wiki/Movimento_retil%C3%ADneo