Relatórios 1 e 2 - Física -1A

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Núcleo de Educação à Distância
Coordenação de Licenciaturas – IF – Instituto de Física
POLO: MACAÉ
Física 1A
RELATÓRIO DAS EXPERIMENTAIS 1 E 2
MOVIMENTOS RETILÍNEO UNIFORME E
UNIFORMEMENTE VARIADO
ALUNO: EDSON GALANTE GUEDES
DISCIPLINA: FÍSICA 1A – 2017
TUTOR: CARLOS MAGNO
1.0 – Introdução:
O estudo dos movimentos é considerado uma questão fundamental da Física, havendo diversas formas de apresentá-los e abordá-los, e uma das formas é estudas os movimentos unidimensionais retilíneo e uniformemente variado.
O movimento é chamado de movimento retilíneo e uniforme (MRU), quando ele se dá ao longo de uma reta em relação a um sistema de referência, ou seja, quando sua trajetória é uma reta. Este movimento tem a aceleração igual a zero e é o movimento mais simples estudado.
Assim, é possível entender que o movimento retilíneo uniforme acontece quando um objeto se move a uma velocidade constante, numa trajetória reta. 
Mesmo sendo o mais simples movimento, o movimento retilíneo uniforme pouco ocorre na natureza e o exemplo mais comum, é o de veículos em estradas retas e velocidades constantes, o que muito se assemelha ao experimento I, que foi realizado no laboratório.
 
 Figura 1: Variação de tempo para um carro em MRU
O movimento retilínio uniformemente variado, como o prório nome já diz, é o movimento que apresenta alguma variação. Esse movimento também é realizado em uma reta, mas sofre aceleração constante, de forma linear.
Na figura 2, é possível observar este movimento e sua aceleração, e é este movimento que foi estudado no experimento II no laboratório.
 Figura 2: Ilustrução do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
2.0 – Modelo:
2.1 – Movimento do carrinho sobre o trilho:
O experimento I, sobre o Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), foi realizado a partir da análise da trajetória do carrinho de ar sobre o trilho, com a medição das marcas termossensíveis causadas pelo efeito de centelhamento. Os dados foram assim tomados e transferidos para a tabela e, finalmente, os cálculos foram realizados.
O centelhamento foi feito a cada 0,1 segundo e foi possível observar um provável indicativo de movimento retilíneo uniforme, que será analisado melhor no decorrer do relatório.
2.2 – Movimento do carrinho sobre o trilho inclinado:
O experimento II foi realizado de modo similar ao primeiro, porém o trilho sobre o qual o carrinho de ar se deslocou estava inclinado em 2º.
Desta forma, logo na observação inicial, foi possível constatar uma diferença nas marcações do centelhamento na fita termossensível, as quais ficaram mais próximas no decorrer do tempo, sugerindo uma aceleração. 
3.0 – Procedimento Experimental:
Para a realização dos experimentos, foram utilizados os materiais e procedimentos abaixo descritos:
3.1 – Experimento I:
Materiais e equipamentos:
• Unidade geradora de ar;
• Centelhador;
• Trilho de ar devidamente equipado;
• Carrinho do trilho equipado com fios condutores e placas de plástico;
• Fita termossensível;
• Nível de bolha;
• Régua.
Procedimentos Experimentais: 
• O primeiro passo é se certificar que o centelhador está desligado;
• Verificar se a mesa onde está o trilho, está nivelada, utilizando um nível de bolha;
• Colocar o carrinho sobre o trilho, sem movê-lo para não danificar o equipamento;
• Verificar as conexões entre o centelhador e o trilho de ar (o centelhador deve estar desligado);
• Utilizar os parafusos que estão próximos aos dois amortecedores do trilho de ar para ajustar a distância entre as pontas do condutor da placa do carrinho e as fitas condutoras;
• Certificar-se, com o auxílio do tutor, que as ligações elétricas estão corretas e funcionando;
• Afixar a fita termossensível à fita condutora larga;
• Verificar o ajuste do centelhador, que deve ser de 0,1 s;
• Ligar a unidade de ar e o centelhador cuidadosamente;
• Empurrar o carrinho contra o amortecedor e soltar para que se desloque, pressionando o centelhador até o final do deslocamento;
• Desligar os equipamentos e retirar a fita termossensível e verificar se as marcações ficaram nítidas.
 
3.2 – Experimento II:
Materiais e equipamentos:
• Unidade geradora de ar;
• Centelhador;
• Trilho de ar devidamente equipado;
• Carrinho do trilho equipado com fios condutores e placas de plástico;
• Fita termossensível;
• Nível de bolha;
• Régua.
Procedimentos Experimentais:
• Verificar se os equipamentos se encontram desligados;
• Verificar o nivelamento da mesa onde se localiza o trilho de ar, utilizando o nível de bolha;
• Posicionar o transferidor a um ângulo de 2º, para dar a inclinação necessária ao trilho;
• Colocar o carrinho sobre o trilho de ar, lembrando de não movê-lo com a unidade de ar desligada, para não arranhar o trilho;
• Verificar as conexões entre o centelhador e o trilho de ar (o centelhador deve estar desligado);
• Afixar a fita termossensível na fita metálica larga do trilho de ar;
• Regular o centelhador para o intervalo de tempo de 0,1 s;
• Ligar a unidade de ar e o centelhador;
• Empurrar o carrinho do trilho de ar sobre o amortecedor;
• Ao iniciar o deslocamento do carrinho, apertar o botão do centelhador e mantê-lo pressionado até o final do percurso do carrinho;
• Verificar, durante todo o deslocamento, se todas as centelhas ocorreram entre o carrinho e o centelhador;
• Certificar-se se o centelhador e a unidade de ar estão desligados;
• Retirar a fita termossensível o trilho e proceder com a medições dos espaços entre os pontos registrados pelo centelhador e anotar na planilha de dados.
4.0 – Resultados:
4.1 – Movimento do carrinho sobre o trilho na horizontal:
	t(s)
	x(t) (cm)
	δx(t) (cm)
	0,0
	0,0
	±0,1
	0,1
	2,4
	±0,1
	0,2
	4,6
	±0,1
	0,3
	6,9
	±0,1
	0,4
	9,1
	±0,1
	0,5
	11,2
	±0,1
	0,6
	13,6
	±0,1
	0,7
	15,8
	±0,1
	0,8
	18,1
	±0,1
	0,9
	20,4
	±0,1
	1,0
	22,6
	±0,1
	1,1
	24,8
	±0,1
	1,2
	27,1
	±0,1
	1,3
	29,4
	±0,1
	1,4
	31,7
	±0,1
Tabela 1: Dados do deslocamento do carrinho no trilho de ar
Para descrever a posição do carrinho, foi feito um gráfico da posição (x) em função do tempo (t) e, para isso, foi calculada a velocidade média do carrinho a partir da seguinte equação:
Esta equação descreve a razão do deslocamento e o intervalo de tempo em que esse deslocamento ocorre. 
Utilizando os pontos e , obtemos a seguinte velocidade média:
• = 15,8 cm
• = 18,1 cm
• = 0,7 s’’’• = 0,8 s
Aplicando esses dados na equação, temos:
 = 23 cm/s (± 0,1 cm).
4.2 – Movimento do carrinho sobre o trilho na horizontal:
A tabela abaixo traz as medidas encontradas na análise da fita termossensível.
	t(s)
	x(t) (cm)
	δx(t) (cm)
	νx(t) (cm/s)
	δx(t) (cm/s)
	0,1
	2,4
	±0,1
	30,0
	30,0
	0,2
	4,6
	±0,1
	32,0
	49,34
	0,3
	6,9
	±0,1
	35,0
	71,59
	0,4
	9,1
	±0,1
	37,0
	92,65
	0,5
	11,2
	±0,1
	40,0
	123,49
	0,6
	13,6
	±0,1
	42,5
	151,85
	0,7
	15,8
	±0,1
	44,5
	182,69
	0,8
	18,1
	±0,1
	47,0
	214,72
	0,9
	20,4
	±0,1
	50,0
	249,30
	1,0
	22,6
	±0,1
	53,0
	285,31
	1,1
	24,8
	±0,1
	55,5
	323,77
	1,2
	27,1
	±0,1
	58,5
	364,04
	1,3
	29,4
	±0,1
	61,0
	406,05
Tabela 2: Dados do deslocamento do carrinho no trilho de ar inclinado
	
Para calcular a velocidade foi utilizada a seguinte equação: 
Onde, é o ponto posterior, o ponto anterior e é a variação do tempo.
A incerteza, ou variação provável foi calculada com a equação:
Para calcular a aceleração média, foram utilizados dois pontos quaisquer e consecutivos do gráfico, aplicados na seguinte equação:
 = 
Os pontos utilizados foram:
• = 44,5 cm/s
• = 47,0 cm/s
• = 0,7 s
• = 0,8 s
Aplicando esses dados na equação, obtemos:
 = = 25 cm/s2 (± 0,1 cm/s2) 
A inclinação do trilho é definida pelo ângulo chamado θ, mas quando se ajusto o ângulo no transferidor, este pode ser incerto.
Figura 1: Ângulo de inclinação do trilho de ar. 
É possível obter um cálculo maispreciso da seguinte forma:
- hA = 11 cm hB ─ hA = 13,5 ─ 11,0 = 2,5 cm.
- hB = 13,5 cm
- θ = 2º.
senθ = Py / P → Py = Psenθ
cosθ = Px / P → Px = Pcosθ
5.0 – Conclusão:
Foi possível concluir que os movimento retilíneo uniforme e o movimento uniformemente variado são muito semelhantes e que ambos são simples e comuns. A diferenção percebido foi a ausência de aceleração no primeiro, que se faz presente no segundo. 
Com o estudo dos experimentos, foi possível aprender sobre a cinemática do carrinho sobre o trilho de ar e como utilizá-lo, relembrar os conceitos de medida, arredondamento, incerteza e algarismos significativos. O experimento possibilitou aprender a construção minuciosa de um gráfico, sua interpretação e cálculo das expressões a ele associadas.
Por fim, por meio dos experimentos, foi possível compreender alguns movimentos estudados pela Física e associá-los ao cotidiano.
6.0 – Bibliografia:
• Nussenzveig, Herch Moysés. Curso de Física Básica / H. Moysés Nussenzveig – 4ª edição – São Paulo: Edgard Blücher, 2002.
• Halliday, David. Fundamentos de Física, volume 1: Mecânica / David Halliday; Robert Resnick; Jearl Walker, 9ª edição, tradução e revisão: Ronald S. de Biasi – Rio de Janeiro: LTC, 2012.
Macaé, 30 de Setembro de 2017