Relatório Movimento Uniforme

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL I 
 
VALESKA MONIQUE CHAVES LEITE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOVIMENTO UNIFORME 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BOA VISTA – RR 
ABRIL DE 2014 
VALESKA MONIQUE CHAVES LEITE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOVIMENTO UNIFORME 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BOA VISTA – RR 
ABRIL DE 2014 
Elaboração do relatório apresentado à 
disciplina de Física Experimental I como 
pré-requisito para nota parcial do semestre 
vigente, ministrado pelo professor Roberto 
Ferreira. 
 
INTRODUÇÃO 
 
 No dia 22 de abril de 2014 os alunos da turma de Física Experimental I 
realizaram uma aula prática sobre movimento uniforme com o objetivo de reconhecer as 
condições nas quais podemos afirmar que um movimento é uniforme. 
 Foi utilizado um instrumento, denominado Plano Inclinado Completo Kersting 
II, para a visualização de como um corpo se comporta uniformemente. A finalidade da 
aula foi estudar o comportamento do movimento de uma esfera metálica imersa em 
meio viscoso no Plano Inclinado, determinando o movimento realizado, e a velocidade 
atingida pela esfera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
 
 Reconhecer as condições nas quais podemos afirmar que um movimento é 
uniforme. 
 Tabelar as posições de um móvel em função do tempo. 
 Montar um gráfico que represente esse movimento. 
 Equacionar o movimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
 Os instrumentos utilizados foram: 
 Um aparelho denominado Plano Inclinado Completo Kersting II; 
 Um imã para mover a esfera do Plano; 
 Um cronômetro utilizado para medir o tempo gasto pela esfera em pontos 
característicos, com o plano em dois graus diferentes. 
 
 Plano Inclinado Completo Kersting II; 
 
 Segundo pesquisas o plano inclinado é ideal para realizar os experimentos de 
física. Esse aparelho é destinado ao estudo de movimento das forças colineares, forças 
coplanares concorrentes, equilíbrio de um corpo em uma rampa, forças de atrito estático 
e cinético, movimento retilíneo uniforme (MRU), movimento retilíneo uniformemente 
acelerado (MRUA), MRU em meio viscoso, dinâmica da partícula, raio de giração e 
discussões energéticas. 
 Em nosso experimento utilizamos o plano inclinado para analisar o movimento 
uniforme de uma esfera em meio viscoso. Foram feitas duas análises do movimento da 
esfera, uma com o plano em uma inclinação de 5º e a outra com uma inclinação de 10º. 
 Imã: 
Em nossa aula experimental utilizamos o imã para mover a esfera do Plano 
Inclinado, com o objetivo de colocá-la em um ponto especifico para o inicio da 
contagem desejada. 
Uma definição de imãs é que “são corpos de materiais ferromagnéticos que têm a 
capacidade de atrair outros materiais ferromagnéticos e também materiais 
paramagnéticos, como platina, potássio, paládio, sódio, lítio, alumínio, cromo e algumas 
ligas de ferro”. Assim foi possível mover a esfera com o imã para a posição desejada. 
 Cronômetro. 
De forma genérica cronômetro “é todo instrumento mecânico de precisão, para 
medir intervalos de tempo com aproximação de décimos de segundo ou menos”. 
O cronômetro foi utilizado para medir o tempo que a esfera percorreu do ponto 
inicial até os pontos característicos pedidos para a análise do movimento. As distâncias 
cronometradas foram em intervalos de 5 cm em 5 cm até a esfera alcançar os 30 cm no 
plano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Atividade 1: Na primeira análise do movimento da esfera posicionamos o plano em 
uma inclinação de 5º. Foram observadas as seguintes situações de movimento da esfera 
partindo da posição extrema do tubo: 
 
Tabela 1: Posição da esfera em função do tempo (Inclinação do Plano - 5º) 
Posição da esfera (cm) Tempo (s) 
X0 = 5 cm T0 = 19,62 s 
X1 = 10 cm T1 = 29,02 s 
X2 = 15 cm T2 = 38,57 s 
X3 = 20 cm T3 = 48,69 s 
X4 = 25 cm T4 =58,11 s 
X5 = 30 cm T5 = 68,91 s 
 
Atividade 2: 
Gráfico das posições pelo tempo do movimento encontra-se no Apêndice A. 
 
Atividade 3: Completar a tabela com os dados encontrados. 
Tabela 2: Deslocamento e velocidade com o Plano em uma inclinação de 5º 
Posição Deslocamento (cm) Intervalo de tempo (s) Velocidade média (cm/s) 
X0 = 5 cm Δ Xfinal – Xinicial = Δ Xn Δ Tfinal – Tinicial = Δ Tn Vm = ΔXn / ΔTn 
X1 = 10 cm Δ X1 – X0 = 5,00 Δ T1 – T0 = 9,40 V1 = 0,53 
X2 = 15 cm Δ X2 – X0 = 10,00 Δ T2 – T0 = 18,95 V2 = 0,53 
X3 = 20 cm Δ X3 – X0 = 15,00 Δ T3 – T0 = 29,07 V3 = 0,52 
X4 = 25 cm Δ X4 – X0 = 20,00 Δ T4 – T0 = 38,49 V4 = 0,52 
X5 = 30 cm Δ X5 – X0 = 25,00 Δ T5 – T0 = 49,29 V5 = 0,51 
 
 Percebemos que a esfera se movimenta uniformemente, pois ela apresentou-se 
com aceleração nula, podemos observar também que um corpo em meio viscoso 
apresenta resistência e dificuldade de movimento, fazendo a esfera se manter a uma 
velocidade constante. 
A velocidade escalar média da esfera durante todo o percurso será dada por: 
 
 
 
 onde: ΔS = S0 - Sf e Δt = t0 – tf 
Assim, temos que: 
Vm = (30 – 5)/(68,91 – 19,62) (cm/s) 
Vm = 0,507 (cm/s) = 0,5 (cm/s) 
 
Na equação do movimento podemos estabelecer a seguinte relação: 
S = S0 + V.t 
S = 5 + (0,5).Δt 
 
Atividade 4: 
Gráfico da velocidade em função do tempo encontra-se no Apêndice B. 
 
Atividade 5: 
 Na segunda análise o plano foi posicionado em uma inclinação de 10º, obtemos 
os seguintes dados: 
 
Tabela 3: Posição da esfera em função do tempo (Inclinação do Plano - 10º) 
Posição da esfera (cm) Tempo (s) 
X0 = 5 T0 = 10,27 
X1 = 10 T1 = 14,70 
X2 = 15 T2 = 19,05 
X3 = 20 T3 = 23,45 
X4 = 25 T4 = 28,15 
X5 = 30 T5 = 32,81 
 
Atividade 6: 
Gráfico das posições pelo tempo do movimento encontra-se no Apêndice C. 
 
Atividade 7: Completar a tabela com os dados encontrados. 
 
Tabela 4: Parâmetros da esfera com o Plano em uma inclinação de 10º 
Posição Deslocamento (cm) Intervalo de tempo (s) Velocidade média 
X0 = 5 cm Δ Xfinal – Xinicial = Δ Xn Δ Tfinal – Tinicial = Δ Tn Vm = ΔXn / ΔTn 
X1 = 10 cm Δ X1 – X0 = 5 Δ T1 – T0 = 4,43 V1 = 1,13 
X2 = 15 cm Δ X2 – X0 = 10 Δ T2 – T0 = 8,78 V2 = 1,14 
X3 = 20 cm Δ X3 – X0 = 15 Δ T3 – T0 = 13,18 V3 = 1,14 
X4 = 25 cm Δ X4 – X0 = 20 Δ T4 – T0 = 17,88 V4 = 1,12 
X5 = 30 cm Δ X5 – X0 = 25 Δ T5 – T0 = 22,54 V5 = 1,11 
 
Temos novamente um movimento uniforme em que a esfera se move com 
velocidade constante, podemos perceber também que na velocidade da esfera ocorreu 
um aumento ao mudarmos a inclinação do plano, porém o corpo continuou a se mover 
com aceleração nula. 
A velocidade escalar média da esfera durante todo o percurso será dada por: 
 
 
 
 onde: ΔS = S0 - Sf e Δt = t0 – tf 
Assim, temos que: 
Vm = (30 – 5)/(32,81 – 10,27) (cm/s) 
Vm = 1,109 (cm/s) = 1,1 (cm/s) 
Na equação do movimento podemos estabelecer a seguinte relação: 
S = S0 + V.t 
S = 5 + (1,1).Δt 
 
Atividade 8: 
Gráfico da velocidade em função do tempo encontra-se no Apêndice D. 
 
Atividade 9: 
 Nos movimentos da esfera nas duas inclinações observamos um movimento 
uniforme, onde a esfera se move com velocidadeconstante, percebemos que em ambos 
os cálculos existe uma pequena variação no último algarismo significativo, podendo ser 
existente por conter erros durante o experimento e a manipulação com os aparelhos de 
medidas. A diferença entre os movimentos é que com o plano em uma inclinação de 10º 
o módulo da velocidade apresenta um aumento, onde a esfera se percorre o trajeto mais 
rápido do que com o plano em uma inclinação de 5º. 
 
 
 
Atividade 10: 
 Para encontrar a velocidade nos gráficos (posição x tempo) basta calcularmos a 
tangente do ângulo formado pelo eixo t com a reta da velocidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 Analisando o tipo de movimento feito pela esfera em um plano inclinado com 
meio viscoso relacionamos o deslocamento com velocidade, concluindo-se que o 
movimento da esfera é movimento uniforme, sendo possível achar a velocidade média 
da esfera, e não existe aceleração quando a velocidade se torna constante. 
 Assim nas diferentes inclinações do Plano Inclinado atribuímos uma equação da 
função horária dos espaços para o movimento da esfera, e percebemos pequenas 
variações devido aos possíveis erros durante a realização do experimento, podendo ser 
decorrentes dos equipamentos utilizados, o Plano Inclinado e o cronômetro, e o tempo 
de reação dos alunos que marcavam o tempo. Mesmo assim podemos atribuir à esfera 
que ela se deslocou em um movimento uniforme, apresentado uma certa resistência por 
estar em um meio viscoso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
TOFFOLI, Leopoldo. Imã. Disponível em:<http://www.infoescola.com/fisica/ima/>. 
Acesso em: 24 de abril de 2014. 
 
Plano inclinado. Disponível em: <http://www.conjuntos-de-fisica.com.br/plano-
inclinado-kersting-eq001f/>. Acesso em: 24 de abril de 2014.