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Campus: Santa Cruz Disciplina: Física Teórica Experimental I Professor: Mauricio Antolin Turma: Segunda e Terça, 20h50min às 22h30min Alunos: Breno Jordão da Conceição, Jefferson de Sousa Corrêa, Johnny Pereira Jomaa, Lucas Peçanha da Costa e Leonardo Nunes Machado. Movimento Uniforme – Representação Gráfica Santa Cruz 09/2018 Física 1 O QUE É Movimento Uniforme? Movimento Uniforme (MU) São corpos que executam o movimento com velocidade constante raramente observados, vemos que, nessa condição, um corpo deveria permanecer sem acelerar ou frear, é que um corpo fique em uma velocidade constante, sem que haja alterações. Mesmo tendo isso em vista, é comum estudarmos as características do movimento do particular para o geral, isto é, do mais simples para o mais complexo. Por isso, justifica-se analisarmos com mais detalhes dos efeitos dos movimentos, sendo assim, um valor que não varia, isto é, o movimento uniforme. 1. Introdução Com base nos estudos que aprendemos até aqui vamos apresentar uma representação gráfica. Utilizando o trilho de ar, equipamento que é projetado para minimizar as forças do atrito, onde um corpo se desloca sobre um jato de ar comprimido, eliminando assim o contato direto entre o corpo (carrinho) e a superfície do trilho. Ao longo do trilho existem pequenos orifícios por onde sai o ar comprimido fornecido por um gerador de fluxo de ar mantendo o carrinho flutuando minimizando o atrito. Têm-se como movimento uniforme, o movimento que possua sua velocidade escalar instantânea constante, acima de zero, o que a faz coincidir com a velocidade média em qualquer intervalo de tempo, e que apenas a posição varia com o tempo. Em outras palavras, no movimento uniforme, o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. Devido ao fato da velocidade escalar coincidir com a velocidade média, torna-se possível calcular a velocidade do corpo a partir da fórmula de velocidade média: Na qual, ∆S corresponde a variação de posição do corpo, e ∆t a variação do tempo. 2. Resumo Um comportamento mais próximo da idealização teórica, em experiências de mecânica, pode ser conseguido, por exemplo, diminuindo-se o atrito existente entre os objetos em estudo. O polimento eficiente das superfícies de contato ou a utilização de uma camada de ar entre essas mesmas superfícies, são técnicas empregadas para isso. Com base nesse último princípio, desenvolveram-se varias classes de dispositivo, tais como os discos e as mesas de ar, para estudos bidimensionais - e o trilho de ar - para análises unidimensionais. Nesse experimento buscamos a comprovação teórica do MRU utilizando o trilho de ar. 2.1 Movimento Retilíneo O movimento retilíneo é a forma mais simples de deslocamento, visto que os movimentos são ao longo d e uma reta, quer seja horizontal, movimento de um carro, quer seja vertical, queda ou lançamento de um objeto. Como tudo ocorre em uma dimensão pode -se dispensar o tratamento vetorial mais rebuscado e tratarmos em termos de grandezas escalares, com o devido cuidado de analisar os sentidos de velocidades e as mudanças de sinais que são frequentes quando redefinimos o eixo de referência. Estudaremos o movimento uniforme, uniformemente variado, lançamento vertical e uma composição de movimento vertical com o horizontal chamado de lançamento de projétil Física 1 2.2 Movimento Retilíneo Uniforme O movimento retilíneo uniforme tem as seguintes características: Velocidade constante, daí o termo uniforme; Distâncias iguais são percorridas para o mesmo intervalo de tempo; Aceleração nula. Equação no MRU Considere um móvel percorrendo uma trajetória retilínea com respeito a um referencial adotado, por exemplo, a origem dos eixos dos x. No instante de tempo t0 = 0, o móvel encontra-se em s0 (posição inicial) e no instante de tempo, t, o móvel está na posição s. Como a velocidade média para o movimento retilíneo e uniforme é idêntica a velocidade em qualquer tempo, vm = v, tem-se da definição de velocidade escalar média (2.8): Então se isolando s temos a equação horária do MRU dada pela equação A variação do espaço ∆s = s - s0 = vt é numericamente igual a área sob a curva do gráfico da velocidade contra o tempo (gráfico de v(t) x t). 3. OBJETIVO Observar, estudar e descrever o movimento de um móvel sobre um trilho de ar linear com embasamento teórico e experimental e assim comprovar através do experimento o modelo teórico do movimento retilíneo uniforme (MRU). Realização de cálculos e construção de gráfico. 4- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Equipamento usado: Trilho de ar linear; Gerador de fluxo de ar; Régua; Sensor óptico; Cronômetro digital; Móvel deslizante. 4.1 PROCEDIMENTO E MONTAGEM Um planador é repetidamente acelerado pelo sistema iniciador mecânico a um a velocidade constante. Ao variar a distância do sistema iniciador, as respectivas velocidades médias e a instantânea serão determinadas. Iniciamos o programa “Timer” e ajustamos os parâmetros para as medidas de tempo. Carrega os o planador com um número fixo no gerador de fluxo de ar. Manter o mesmo número é essencial p ara que o experimento seja realizado corretamente. Distribuímos as barreiras de luz sucessivamente em várias posições junto ao trilho de ar. Iniciamos o experimento acionando o dispositivo de lançamento, assim o eletroímã liberou o planador sobre o trilho. Executa os séries correspondentes de medidas com mesmo intervalo de distância do sensor. ∆S = (S1+S2+S3+..+Sx)/x ∆t = (t1+t2+t3+..+tx)/x A fórmula da função horária do espaço é: Física 1 4.3 Cálculo Para acharmos a velocidade média ,devemos dividir o Δs sobre Δt . Logo em seguir transformar para m/s. Veja o exemplo a seguir. 5. Conclusão Concluímos então que o movimento uniforme é aquele cujo a velocidade média se mantêm constante durante o percurso, isto é, o móvel em movimento desloca-se sempre a mesma distância durante intervalos de tempo iguais. Possuir uma velocidade constante não quer dizer que a velocidade será sempre a mesma durante todo o percurso, mas sim que a velocidade aumentará sempre a mesma proporção em intervalos de tempo iguais. Dentro da velocidade média existe a velocidade instantânea, que é observada em um intervalo de tempo muito curto, praticamente nulo. Para que o movimento seja uniforme, essa velocidade instantânea deve se manter constante e maior que zero. Sendo assim teremos um movimento uniforme.
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