Movimento retilíneo uniforme

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
LABOTATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME 
GABRIEL GONÇALVES DA ROSA – 11621EAB078
GIOVANA MATUSITA SOARES DE REZENDE – 11811EAB024
GUILHERME ARGEL – 11811EAB018
HIANA LOPES MARQUES – 11821EAB021
RODRIGO PEDROSA FERREIRA MACHADO – 11621EAB042
UBERLÂNDIA, MG
2019
Gabriel Gonçalves Da Rosa – 11621EAB078
Giovana Matusita Soares de Rezende – 11811EAB024
Guilherme Argel – 11811EAB018
Hiana Lopes Marques – 11821EAB021
Rodrigo Pedrosa Ferreira Machado – 11621EAB042
Movimento Retilíneo Uniforme.
Relatório apresentado ao laboratório de física I, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental na Universidade Federal de Uberlândia.
UBERLÂNDIA, MG
2019 – 2
Resumo
	
Neste experimento foi realizado uma simulação de um movimento retilíneo uniforme (MRU), sem aceleração, velocidade constante e o mínimo de atrito possível. Com o intuito de encontrar a velocidade, foi medido o tempo em relação as distâncias conhecidas, em seguida foi possível linearizar uma equação geral para encontrar os coeficientes da reta e assim determinar a velocidade.
Introdução
	O movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é o movimento que ocorre com velocidade constante em uma trajetória reta. Desta forma, em intervalos de tempos iguais o móvel percorre a mesma distância.
	Portanto, nesse experimento foi feita a análise deste movimento, previamente já considerado retilíneo uniforme, de uma “partícula” movida através de um sistema de trilho de ar, medindo sua velocidade através de sensores, como apresentado na imagem abaixo: 
Figura 1: Sistema experimental.
Assim, a partir desse experimento bem planejado e sob adequadas condições experimentais é possível estudar tal movimento.
A distância inicial de mensuração da velocidade foi definida a partir de onde a massa de tração não sofria mais a aceleração da gravidade, onde ela a encostava em cima do banco. E para que ocorresse a movimentação do móvel sem atrito, um sistema de soprador de ar foi conectado ao trilho e deveria ser ligado para iniciação do procedimento.
Assim que tomadas todas as providências para o início da experimentação, um cilindro deveria ser puxado para o acionamento do trilho e início do movimento. Por fim, o tempo de experimento era medido pelo cronômetro.
Objetivo
Introduzir o conceito movimento uniforme.
Utilizar o sistema de trilho de ar para medir a velocidade de um móvel.
Realizar o método matemático de linearização e fazer uma análise a respeito dos resultados.
Gerar uma discussão sobre o comportamento gráfico do movimento retilíneo uniforme após experimentação. 
Procedimento Experimental
	Foram utilizados os seguintes materiais:
Planador
Trena
Trilho de ar
Soprador de ar
Cronômetro
Sensores de disparo e travamento
Espuma
Disparador
Inicialmente, fora montado um sistema formado por um planador, um trilho de ar com sensores de movimento e um cronômetro. Para afirmação de que ocorre um movimento retilíneo uniforme, é necessário posicionar o sensor de disparo no instante correto em que a massa de tração colide com a espuma em cima do banco. Em seguida, colocamos os sensores a uma distância de 9 cm um do outro, com auxílio de uma trena, aumentando progressivamente de 9 em 9 cm a cada três medidas de tempo. 
Para movimenta o planador, utilizamos um soprador de ar ajustado a um fluxo mínimo de ar, a fim de que o carro deslize praticamente sem atrito. O cronômetro é acionado a partir do momento em que o planador ultrapassa o sensor de disparo e é interrompido no instante que ultrapassa o sensor de travamento, assim, calcula-se o tempo que o planador demora para percorrer a distância entre os dois sensores. A cada medida de tempo, é necessário pressionar o botão “RESET” para zerar a contagem. Para o planador não colidir no suporte final do trilho, posicionamos uma espuma ligada por um barbante ao trilho de ar que interrompe o movimento do planador. Seguindo o mesmo procedimento experimental, e foram colhidos novos dados, com a metade do peso na ponta do porta peso. 
Resultados e Discussões
Dados do primeiro experimento, com peso x, no porta peso.
Tabela 1: Dados coletados do experimento 1.
	Distância (cm) ± 0,0005
	Tempo 1 (s) ± 0,0005
	Tempo 2 (s) ± 0,0005
	Tempo 3 (s) ± 0,0005
	Média (s)
	Desvio-Padrão (s)
	 (s)
	 (s)
	9
	0,1032
	0,1031
	0,103
	0,1031
	0,0001
	0,0001
	0,0005
	18
	0,2034
	0,2039
	0,2033
	0,2034
	0,0003
	0,0002
	0,0005
	27
	0,3031
	0,3032
	0,3023
	0,3031
	0,0005
	0,0003
	0,0006
	36
	0,4021
	0,4013
	0,4024
	0,4021
	0,0006
	0,0003
	0,0006
	45
	0,5108
	0,5108
	0,5102
	0,5108
	0,0003
	0,0002
	0,0005
	54
	0,6178
	0,613
	0,6118
	0,613
	0,0032
	0,0018
	0,0019
	63
	0,7119
	0,7121
	0,813
	0,7121
	0,0583
	0,0337
	0,0337
	72
	0,8158
	0,8146
	0,815
	0,815
	0,0006
	0,0004
	0,0006
	81
	0,926
	0,9247
	0,9253
	0,9253
	0,0007
	0,0004
	0,0006
	90
	1,0223
	1,023
	1,0229
	1,0229
	0,0004
	0,0002
	0,0005
Tabela 2: Linearizarão do tempo e da distância do experimento 1.
	Ln (t)
	Ln (d)
	-2,27206
	2,197225
	-1,59258
	2,890372
	-1,19369
	3,295837
	-0,91105
	3,583519
	-0,67178
	3,806662
	-0,48939
	3,988984
	-0,33954
	4,143135
	-0,20457
	4,276666
	-0,07764
	4,394449
	0,022642
	4,49981
	
Dados do segundo experimento, com peso x/2 no porta peso.
Tabela 3: Dados coletados do experimento 2.
	Distância (cm) ± 0,0005
	Tempo 1 (s) ± 0,0005
	Tempo 2 (s) ± 0,0005
	Tempo 3 (s) ± 0,0005
	Média (s)
	Desvio-Padrão (s)
	 (s)
	 (s)
	9
	0,1502
	0,15
	0,15
	0,15
	0,0001
	0,0001
	0,0005
	18
	0,3075
	0,3077
	0,3077
	0,3077
	0,0001
	0,0001
	0,0005
	27
	0,4569
	0,4563
	0,4566
	0,4566
	0,0003
	0,0002
	0,0005
	36
	0,6148
	0,6162
	0,6168
	0,6162
	0,0010
	0,0006
	0,0008
	45
	0,7701
	0,7686
	0,7701
	0,7701
	0,0009
	0,0005
	0,0007
	54
	0,9265
	0,9285
	0,9264
	0,9265
	0,0012
	0,0007
	0,0008
	63
	1,0835
	1,077
	1,079
	1,079
	0,0033
	0,0019
	0,0020
	72
	1,2432
	1,2458
	1,2464
	1,2458
	0,0017
	0,0010
	0,0011
	81
	1,4275
	1,4293
	1,429
	1,429
	0,0010
	0,0006
	0,0007
	90
	1,6071
	1,6095
	1,61
	1,6095
	0,0016
	0,0009
	0,0010
Tabela 4: Linearizarão do tempo e da distância do experimento 2.
	Ln (t)
	Ln (d)
	-1,89712
	2,197225
	-1,17863
	2,890372
	-0,78395
	3,295837
	-0,48418
	3,583519
	-0,26123
	3,806662
	-0,07634
	3,988984
	0,076035
	4,143135
	0,219778
	4,276666
	0,356975
	4,394449
	0,475924
	4,49981
Linearizando a equação horária do movimento (como V0 = 0): temos:
 
	Relacionando a equação acima foi efetuada as construções dos gráficos, onde:
	 A velocidade é calculada descobrindo o valor de V:
 
Logo, no primeiro experimento, temos: y = 1,0002x + 4,4808
Coeficiente linear (b) = 4,4808
Coeficiente angular (a) = 1,0002
Velocidade (cm/s) = 88,3052
E no segundo experimento, temos: y = 0,9778x + 4,055
Coeficiente linear (b) = 4,055
Coeficiente angular (a) = 0,9778
Velocidade (cm/s) = 57,6851
	Esperava-se que o coeficiente angular fosse igual a 1, de acordo com os dados experimentais o coeficiente foi de 1,0002 e 0,9778, demonstrando que embora o sistema não seja ideal, ele é muito próximo disso e a velocidade encontrada é condizente e está dentro da esperada.
Conclusão
	Analisando os dados coletados durante a realização da experiência, descritos durante o desenvolvimento do relatório, pode-se concluir que o movimento do planador sobre os trilhos aproxima-se bastante do movimento retilíneo uniforme. Sobre o observado, é necessário considerar ainda a pouca resistência do ar e o atrito mínimo que ainda resta durante o percurso,mesmo assim os cálculos aproximaram bastante do sistema ideal. Outro ponto que vale ressaltar é o erro associado ao manuseio e posicionamento dos instrumentos durante o experimento, que no final pode gerar pequenas oscilações em torno do sistema ideal. 
	Utilizando a linearização da equação geral e a construção do gráfico, observou que o coeficiente angular ficou próximo de 1, podendo concluir que o experimento foi bem realizado e o soprador conseguiu diminuir o atrito com eficiência. Portanto, admitindo que a velocidade encontrada é constante e condizente, como esperado no MRU, o experimento foi considerado bem-sucedido e atendeu os objetivos iniciais.
Bibliografia
IWAMOTO, W.et al. Guias e roteiros para Laboratório de Física Experimental I. 1ed. Uberlândia. 2014.