Movimento Retilíneo Uniforme Velocidade da bolha no tubo

Prévia do material em texto

Ângulo 45°
V (cm/s)
t(s)
		verde
	azul
	vermelho
	1
			
	2
			
	3
			
	4
			
Ângulo 60°
V (cm/s)
T(S)
		verde
	azul 
	vermelho
	1
			
	2
			
	3
			
	4
			
Aceleração
Δv
t (s)
		verde
	azul
	vermelho
	1
			
	2
			
;
;
;
Ângulo de 60°
Δs (cm)
T (S)
		vermelho
	azul
	verde
	1
			
	2
			
	3
			
	4
			
;
;
;
Ângulo de 30°
Δs (cm)
T (S)
		vermelho
	azul
	verde
	1
			
	2
			
	3
			
	4
			
;
;
;
Ângulo de 45°
Δs (cm)
T (S)
		vermelho
	azul
	verde
	1
			
	2
			
	3
			
	4
			
Graduação em Engenharia Civil – Disciplina de Física I
Professor
Instrumentos de Medidas
Movimento Retilíneo Uniforme
“Velocidade da bolha no tubo”
Objetivo:
- Reconhecer um movimento retilíneo Uniforme (MRU);
-Desenvolver a prática com os experimentos;
- Cronometrar intervalos de tempo;
- Determinar a velocidade média de um móvel;
- Estabelecer pontos de referência;
- Construir gráfico posição em função do tempo;
- Obter o valor da velocidade média do móvel apartir do gráfico X versusΔ T;
- Interpretar a expressão
- Fornece a equação horária de móvel em MRU, a partir de suas observações e medições
Fundamentação Teórica
O Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é um movimento no qual omóvel em relação a um determinado referencial, descreve a trajetória retilínea e com a velocidade constante, ou seja, percorre distâncias iguais em intervalos de tempos iguais. Como a aceleração é associada à de velocidade na unidade de tempo, percebe-se que a principal característica deste movimento é a de apresentar uma aceleração nula.
A equação horária da posição X no MRU é: X=X0+VT
1.2 Materiais:
- Cronômetro;
- Régua de medidas;
- Corpos de madeira que fornecem ângulos deapoio de 30°, 45° e 60°;
- Três tubos transparentes de densidades diferentes com aproximadamente 50 cm de comprimento.
2 – Descrição dos experimentos:
‘Velocidade da bolha no tubo’ consiste em três tubos transparentes com fluidos coloridos de cores e densidades diferentes, tendo velocidades diferentes em cada tubo. A velocidade também está associada ao ângulo ao qual foi submetido o tubo, sendo diferente em cada ângulo.
Procedimentos
Foi observado erealizado 5 contagens de intervalo de cada bolha (vermelho, azul e verde), na posição de 10 cm, 20cm, 30cm e 40cm com 3 ângulos diferentes (30°, 45° e 60°). Logo após, foi feito a média aritmética em cada ângulo. Para assim, termos uma média de erro a menor possível. Colocando como ponto de referência inicial a marca de 10 centímetros.
Ângulo 30º
Tempo (s) Distância (cm)
T1 - 10cm a 20 cm T2 - 20cm a 30 cm T3 - 30cm a 40 cm T4 - 40cm a 50 cm
Vermelho 30°
	Distância
		Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	TI
	1,20
	1,15
	1,21
	1,24
	1,14
	1,18
	1,18
	T2
	1,27
	1,17
	1,22
	1,28
	1,27
	1,24
	2,42
	T3
	1,29
	1,28
	1,33
	1,31
	1,29
	1,30
	3,72
	T4
	1,20
	1,18
	1,15
	1,28
	1,28
	1,21
	4,93
Tendo T1 como ponto de referência,diminuímos ele dos tempos T2 e T4 para obtermos o intervalo de tempo em que ocorreu o movimento:
T2 – T1 = 1,24
T4 – T1 = 3,75
Vm = Δ𝑆/Δ𝑡= (40 – 10)/(3,75 – 1,24) = 30cm/2,51s =11,95cm/s
Azul 30°
	Distância
	Tempo
	MédiaAritmética
	Tempo
Final
	T1
	1,61
	1,70
	1,51
	1,67
	1,62
	1,62
	1,62
	T2
	1,71
	1,67
	1,83
	1,71
	1,86
	1,75
	3,37
	T3
	1,68
	1,69
	1,77
	1,63
	1,82
	1,71
	5,08
	T4
	1,80
	1,50
	1,66
	1,93
	1,73
	1,72
	6,80
T2 – T1 = 1,75
T4 - T1 = 5,17
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(5,17 – 1,75)= 30cm/3,42s=8,77cm/s
Verde 30°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	2,48
	2,51
	2,44
	2,39
	2,49
	2,46
	2,46
	T2
	2,62
	2,54
	2,57
	2,55
	2,42
	2,54
	5,00
	T3
	2,57
	2,58
	2,62
	2,66
	2,65
	2,61
	7,61
	T4
	2,80
	2,47
	2,60
	2,50
	2,64
	2,60
	10,21
T2 – T1 = 2,54
T4 - T1 = 7,75
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(7,75 – 2,54)= 30cm/5,21=5,75cm/s
ÂNGULO DE 45°
Vermelho 45°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	1,20
	1,18
	1,10
	1,12
	1,17
	1,17
	1,17
	T2
	1,28
	1,16
	1,19
	1,19
	1,21
	1,20
	2,37
	T3
	1,20
	1,20
	1,16
	1,16
	1,18
	1,19
	3,56
	T4
	1,18
	1,23
	1,15
	1,15
	1,22
	1,32
	4,88
T2 – T1 = 1,20
T4 - T1 = 3,68
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(3,68 – 1,20)= 30cm/2,48s =12,09cm/s
Azul 45°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	1,51
	1,71
	1,40
	1,38
	1,49
	1,49
	1,49
	T2
	1,51
	1,49
	1,50
	1,69
	1,45
	1,52
	3,01
	T3
	1,55
	1,57
	1,66
	1,53
	1,51
	1,56
	4,57
	T4
	1,58
	1,60
	1,59
	1,43
	1,53
	1,54
	6,11
T2 – T1 = 1,52
T4 - T1 =4,62
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(4,62 – 1,52) = 30cm / 3,10 =9,67cm/s
Verde 45°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	2,14
	2,08
	2,08
	2,16
	2,12
	2,11
	2,11
	T2
	2,17
	2,26
	2,16
	2,16
	2,26
	2,20
	4,31
	T3
	2,23
	2,32
	2,30
	2,21
	2,20
	2,25
	6,56
	T4
	2,36
	2,15
	2,26
	2,31
	2,26
	2,26
	8,82
T2 – T1 = 2,20
T4 - T1 = 6,71
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(6,71 – 2,20) = 30cm – 4,51 =6,65cm/s
ÂNGULO DE 60°
Vermelho 60°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	1,24
	1,14
	1,26
	1,17
	1,21
	1,20
	1,20
	T2
	1,20
	1,27
	1,15
	1,20
	1,19
	1,20
	2,40
	T3
	1,16
	1,16
	1,29
	1,20
	1,20
	1,20
	3,60
	T4
	1,12
	1,28
	1,22
	1,32
	1,23
	1,23
	4,83
T2 – T1 = 1,20
T4 - T1 = 3,63
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(3,63 – 1,20) = 30cm / 2,43s =12,34cm/s
Azul 60°
	Distância
	Tempo
	Média Aritmética
	Tempo
Final
	T1
	1,52
	1,64
	1,50
	1,67
	1,50
	1,56
	1,56
	T2
	1,56
	1,57
	1,50
	1,47
	1,57
	1,53
	3,09
	T3
	1,62
	1,60
	1,69
	1,66
	1,65
	1,64
	4,73
	T4
	1,55
	1,52
	1,62
	1,52
	1,60
	1.56
	6,29
T2 – T1 = 1,53
T4 - T1 =4,73
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(4,73 – 1,53)= 30cm – 3,20 =9,37cm/s
Verde 60°
	Distância
	Tempo
	MédiaAritmética
	Tempo
Final
	T1
	2,22
	2,20
	2,27
	2,13
	2,18
	2,02
	2,02
	T2
	2,27
	2,29
	2,24
	2,22
	2,25
	2,25
	4,27
	T3
	2,20
	2,24
	2,20
	2,19
	2,26
	2,21
	6,48
	T4
	2,26
	2,39
	2,13
	2,14
	2,16
	2,21
	8,69
T2 – T1 = 2,25
T4 - T1 =6,67
Vm = Δ𝑆Δ𝑡= (40 – 10)/(6,67 – 2,25) = 30cm / 4,42 =6,78cm/s
Questões: De posse dos dados das tabelas acima, foi proposto criar um gráfico do deslocamento em relação ao tempo das bolhas. Sendo deslocamento no eixo das ordenadas e tempo no eixo das abscissas.
1)- Determine a velocidade em cm/s e m/s para cada uma das tabelas:
A velocidade em cm/s e m/s do ângulo 30°
	Ângulo 30°
	Distância
(cm)
	Tubo Vermelho
	Tubo Azul
	Tubo Verde
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	10 - 20
	8,47
	0,0847
	6,17
	0,0617
	4,06
	0,0406
	20 - 30
	8,06
	0,0806
	5,71
	0,0571
	3,93
	0,0393
	30 - 40
	7,69
	0,0769
	5,84
	0,0584
	3,83
	0,0383
	40 – 50
	8,26
	0,0826
	5,81
	0,0581
	3,84
	0,0384
A velocidade em cm/s e m/s do ângulo 45°
	Ângulo 45°
	Distância
(cm)
	Tubo Vermelho
	Tubo Azul
	Tubo Verde
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	10 - 20
	8,69
	0,0869
	6,71
	0,0671
	4,73
	0,0473
	20 - 30
	8,33
	0,0833
	6,57
	0,0657
	4,54
	0,0454
	30 - 40
	8,40
	0,0840
	6,41
	0,0641
	4,44
	0,0444
	40 – 50
	7,57
	0,0757
	6,49
	0,0649
	4,42
	0,0442
A velocidade em cm/s em/s do ângulo 60°
	Ângulo 60°
	Distância
(cm)
	Tubo Vermelho
	Tubo Azul
	Tubo Verde
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	V(cm/s)
	V(m/s)
	10 - 20
	8,33
	0,0833
	6,41
	0,0641
	4,58
	0,0458
	20 - 30
	8,33
	0,08336,53
	0,0653
	4,44
	0,0444
	30 - 40
	8,19
	0,0819
	5,98
	0,0598
	4,42
	0,0442
	40 – 50
	8,13
	0,0813
	6,41
	0,0641
	4,62
	0,0462
2) –As bolhas em seus respectivos tubos percorreram distancias iguais em tempos iguais?Sim, pois a bolha descreve seu movimento retilíneo uniforme durante todo o tubo, ocorre uma margem de erro bem considerável no experimento feito, pois não possuímos exatamente o intervalo de tempo, no entanto aproximamos esse valor com a média dos resultados obtidos.
3)– O movimento executado pela bolha pode ser considerado um MRU?
Sim, porque a bolha percorre distâncias iguais em tempos iguais.
4) a)A partir da tabela das velocidades construa o gráfico velocidade em relação ao tempo:
Velocidade Média do	Ângulo 30°
Velocidade Média do	Ângulo 45°
Velocidade Média do Ângulo 60°
4)b) Construa o gráfico da aceleração: Aceleração nula constante durante todomovimento.
Questões
5) Qual o tubo contém o fluido com maior viscosidade?O tubo verde, porque a bolha faz um movimento mais lento nesse fluido devido dificuldade imposta pela viscosidade.
6) – Qual o tubo contém a menor viscosidade?O tubo vermelho,a bolha desloca-se mais facilmente nesse fluido. Sendo sua viscosidade menor facilitando esse movimento mais rápido.
7) -A velocidade da bolha, com relação ao referencial (escala) é negativa ou positiva?Justifique. E se a escala estivesse invertida?
Épositiva, a bolha faz o movimento a direita da origem. Se estive invertida a escala mudaríamos referenciais, então continuaria positiva.
CONCLUSÃO
Com ajuda desse experimento observamos que as bolhas dentro dos tubos efetuavam o movimento retilíneo uniforme, assim, estavam em velocidades constantes. Porém, faltou um pouco mais precisão na cronometragem, mas com um equipamento mais preciso, com certeza ficaria mais nítido que a aceleração era zero.