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VIRTUALAB – ROTEIRO DO LABORATÓRIO DE FÍSICA Autor do Roteiro: Luiz Antônio Macedo Ramos - Todos os direitos autorais reservados Cidepe - Centro Industrial de Equipamentos de Ensino e Pesquisa Adaptado por: ALGETEC e Universidade Estácio de Sá. MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO Ao término dessa atividade o aluno deverá ser capaz de: - Compreender o manuseio dos equipamentos utilizados no experimento e seu procedimento experimental; - Reconhecer o comportamento de um móvel em movimento retilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.). PASSO 1 Montagem e ajustes do experimento Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o nível bolha até a indicação em vermelho no plano inclinado. PASSO 2 Nivelar base Clique com o botão direito do mouse no nível bolha e então na opção “Nivelar base”. Os “pés” da base do plano inclinado serão ajustados, deixando a bolha do nível centralizada. Por que é importante nivelar a base do plano inclinado? PASSO 3 Posicionar ímã Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o imã até a indicação em vermelho no plano inclinado. Esse ímã será usado posteriormente para fixar o carrinho. PASSO 4 Posicionar fuso elevador Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso elevador e arraste-o para uma das posições em destaque. A posição em amarelo é para grandes inclinações e a verde é para pequenas inclinações. Para este experimento, a posição será a de grandes inclinações. PASSO 5 Posicionar sensor Clique com botão esquerdo do mouse no sensor e posicione-o em 300mm na régua. O sensor será utilizado para medir o tempo decorrido no movimento do carrinho. Observe a escala que aparece no canto da tela. O ponto branco que aparece no sensor, como destacado em vermelho, é o ponto de ativação. PASSO 6 Ajustar inclinação da rampa Clique com o botão direito do mouse no fuso elevador e selecione a opção “Girar Fuso”. Será então aberta a janela para regulagem do ângulo da rampa. ] Com o fuso na posição de grandes inclinações, ajuste o ângulo para 10° clicando com o botão esquerdo do mouse nas setas “Subir” e “Descer”. PASSO 7 Ligando o multicronômetro Clique na opção de câmera “Cronômetro” para poder visualizá-lo. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste a fonte de alimentação do multicronômetro, colocando-a na tomada. A janela do multicronômetro aparecerá. Funcionamento do multicronômetro: Para ligar o multicronômetro, clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” para voltar à seleção de funções. Para selecionar uma das funções que aparecem no visor, clique com o botão esquerdo do mouse nos botões azuis. Para ajustar valores, clique com o botão esquerdo do mouse nas setas. PASSO 8 Conectar cabo no multicronômetro Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo do sensor, conectando-o na porta S0 do multicronômetro. PASSO 9 Operando o multicronômetro Selecionar idioma: Selecionando função: Clique no botão destacado em verde até que apareça a função “F3 10PASS 1SEN”. Em seguida, clique no botão destacado em vermelho para selecionar a função. Número de intervalos: Clique no botão destacado em verde para confirmar. Você está pronto para começar o experimento. PASSO 10 Posicionando o carrinho Selecione a opção “Plano Inclinado” nas opções de câmera. Clique com o botão esquerdo do mouse no carrinho e arraste-o até o imã para que não desça a rampa antes do desejado. PASSO 11 Retirando o ímã Ao clicar no ímã, o carrinho será solto e descerá pelo plano inclinado. O sensor medirá o intervalo de tempo entre marcações existentes sobre o carrinho. PASSO 12 Leitura de resultados Clique com o botão esquerdo do mouse no botão destacado em amarelo para verificar os resultados, e no botão destacado em verde para repetir o experimento. Clique nas setas destacadas em amarelo para ver os pontos de medidas e seus resultados (tempo). Devido às marcações existentes sobre o carrinho, o sensor captará medidas de tempo nas marcações 0mm, 18mm, 36mm, 54mm, 72mm, 90mm, 108mm, 126mm, 144mm, 162mm e 180mm. PASSO 13 Anotando os dados S (m) t (s) t2 (s2) Crie uma tabela semelhante à apresentada e anote os valores encontrados. Construa o gráfico S x t (espaço x tempo). Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x Tempo”? Qual o significado do coeficiente angular (declividade da tangente) do gráfico construído? Construa o gráfico S x t2 (espaço x tempo2) Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x Tempo2”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? PASSO 14 Encontrando as velocidades Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela semelhante à demonstrada a seguir. Utilize a fórmula 𝑣𝑣𝑚𝑚(𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡ℎ𝑜𝑜) = ∆𝑆𝑆/∆𝑡𝑡 para encontrar as velocidades. Onde: ∆S2 = S2 – S0 ; ∆t2 = t2 – t0 ∆S4 = S4 – S2 ; ∆t4 = t4 – t2 ∆S6 = S6 – S4 ; ∆t6 = t6 – t4 ∆S8 = S8 – S6 ; ∆t8 = t8 – t6 ∆S10 = S10 – S8 ; ∆t10 = t10 – t8 Intervalos vm (m/s) S0 a S2 S2 a S4 S4 a S6 S6 a S8 S8 a S10 Construa o gráfico vm x t (velocidade x tempo) Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “velocidade x tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? (Lembre-se que no MRUV, a velocidade é dada por 𝑣𝑣 = 𝑣𝑣𝑜𝑜 + 𝑎𝑎𝑡𝑡). Qual a aceleração média deste movimento? Ainda utilizando o gráfico, encontre a velocidade inicial do carrinho no t0. Para isso, basta extrapolar o gráfico e verificar o valor da velocidade quando a curva “cruza” o eixo y. Diante dos dados obtidos e dos gráficos construídos: Monte a função horária do experimento: 𝑆𝑆 = 𝑆𝑆𝑜𝑜 + 𝑣𝑣𝑜𝑜 𝑡𝑡 + 12 𝑎𝑎 𝑡𝑡2 Onde: a = Aceleração (m/s²) t = Tempo (s) V0 = Velocidade inicial (Instante t0) S0 = Posição inicial (lembre-se da marcação onde o sensor foi posicionado) Por que é possível afirmar que esse movimentoé uniformemente variado? Faça o experimento com a inclinação de 20° e compare os resultados.