2°relatorio trilho de ar

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE 
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA E MATEMÁTICA 
CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA 
COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICA EXPERIMENTAL I 
TURMA: 01 
TURNO: NOTURNO 
PERÍODO: 2019.2 
PROFESSOR: JOÃO BATISTA DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
AUTOR: DANIEL VASCONCELOS PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
MEDIDAS DE TEMPO E O TRILHO DE AR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuité-PB 
 15 de Outubro de 2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
 
 
No presente relatório apresentamos os resultados obtidos durante um experimento 
realizado em laboratório onde, o objetivo é fazer o estudo de medidas de tempo para um 
determinado deslocamento com o auxilio de dispositivos como o trilho de ar e seus 
periféricos. O trilho de ar é um dispositivo desenvolvido para o estudo de movimento dos 
corpos com a ausência das forças de atrito. Seguindo as orientações do professor e o roteiro 
do experimento foi realizado 20 (vinte) medidas de tempo onde as variações de tempo 
foram facilmente identificadas tendo variação entre 1,777s a menor medida e 1,944s a 
maior medida para o mesmo deslocamento sobre o trilho de ar com uma distância de 
0,6800m. Com o auxílio de fórmulas matemáticas calculamos a média e o desvio padrão 
médio para cada conjunto de medidas realizadas no experimento. Ao obter os resultados 
destes cálculos matemáticos inserimos os resultados na tabela 1 onde se pôde notar que 
quanto maior a variação no tempo de deslocamento do carrinho maior também será a 
variação da média e a variação do desvio padrão médio de cada conjunto de medidas. O 
que nos leva a conclusão de que é impossível realizar o deslocamento do carrinho sobre o 
trilho de ar sempre com a mesma precisão. 
 
 
 
Palavras-chave: estudo, medidas, precisão. 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
 
Familiarização com o trilho de ar e com todos os seus periféricos, utilizados no Laboratório 
de Física. Introdução ao estudo do movimento mecânico. Compreensão mais profunda do 
significado das medidas físicas e as respectivas incertezas estatísticas inerentes aos 
processos científicos. 
 
 
 INTRODUÇÃO 
 
O "trilho de ar" é um dispositivo desenvolvido para estudar o movimento dos corpos na 
ausência de forças de atrito. Esse dispositivo consiste de um tubo retangular, com diversos 
orifícios em suas faces. Em cima deste tubo um carrinho pode se movimentar. O 
funcionamento do trilho de ar se baseia no uso de um gerador de uxo de ar ligado a sua 
estrutura por uma mangueira, responsável por proporcionar um jato de ar contínuo. Esse ar, 
ao sair pelos orifícios, cria uma espécie de "colchão de ar", entre o carrinho e o tubo, 
reduzindo consideravelmente o contato e, consequentemente, o atrito entre ambos. A Fig.1 
mostra uma fotografia do trilho de ar e seus acessórios utilizado em nosso laboratório. Esse 
trilho possui uma escala milimetrada de 0 a 1,0000m. 
 
 
 
 
 Fig. 1: Esquema do trilho de ar utilizado em nosso laboratório. 
 
 
O "carrinho" utilizado no experimento tem um perfil triangular que se encaixa sobre 
o trilho de ar. Para garantir o registro dos tempos de percurso do carrinho, sobre ele é 
mantido um padrão periódico de manchas clara e escura, gravado numa placa acrílica 
transparente. Uma mola é mantida conectada na parte frontal do carrinho para diminuir os 
impactos do mesmo no final do trajeto sobre o trilho de ar. Em uma das extremidades do 
carrinho, pode ser instalado um pequeno ímã, ou um pequeno cilindro de ferrite. 
O sistema de aquisição de dados do trilho de ar é composto por "sensores 
fotoelétricos", um "cronômetro digital de interface" e uma "bobina de retenção e disparo" 
ligada a uma fonte disparadora. A função da bobina de retenção e disparo é impulsionar o 
carrinho no trilho de ar e dar início ao experimento. O cronômetro digital de interface é 
utilizado para registrar os intervalos de tempo em que o carrinho passa pelos sensores 
fotoelétricos. 
 
 
 
 
O "cronômetro digital de interface tem a função de medir intervalos de tempo de 
passagem consecutivas de um móvel entre diferentes pontos de referência no espaço, como 
por exemplo: pontos de referência sobre o trilho de ar. Pode ainda ser programado para 
análise de diversos tipos de movimentos mecânicos tais como, movimentos retilíneos, 
movimentos curvilíneos, movimentos oscilatórios e colisões. A partir dessas programações, 
o cronômetro digital de interface pode registrar diretamente valores de grandezas físicas 
como velocidades médias, velocidades instantâneas, frequências e períodos. Os pontos de 
referência no espaço podem ser previamente demarcados por meio de 2 sensores 
fotoelétricos, conectados ao cronômetro digital de interface. O "sensor fotoelétrico" é um 
dispositivo que possui um diodo emissor de luz vermelha e um sensor apropriado para essa 
emissão eletromagnética. Esse dispositivo é dotado de um circuito eletrônico que é 
alimentado e controlado pelo cronômetro digital de interface. O cronômetro digital de 
interface é capaz de registrar até 10 intervalos de tempo de passagem para cada 
deslocamento linear de um objeto em movimento. 
 
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 
 
1- Trilho de ar 
2- Cronômetro digital de interfaces com disparador eletrônico 
3- Carinho e sensores fotoelétricos 
 
 
 Fonte: Disponível em: http:/www.google.com 
 
1- Calibrar o gerador de fluxo de ar entre 2 e 3 e liga-lo. Lembrando de que nunca deve 
mover o carrinho sem antes ligar o gerador de fluxo de ar para não danificar o 
equipamento. 
2- Conectar o sensor fotoelétrico S0 na entrada S0 e o sensor S1 na entrada S4 do 
cronômetro digital de interface 
3- Com o carrinho desconectado da bobina de retenção e disparo posicionar os 
sensores fotoelétricos S0 na posição 0,2700m e S1 na posição 0,9500m. Calcule o 
deslocamento através da equação Δx = x - x0 e anote o resultado na tabela 1. 
4- Aperte o botão disparador da fonte da bobina e retenção do disparador para 
impulsionar o carrinho no trilho de ar e dar inicio ao experimento. 
 
 
 
 
5- Para cada número n de medidas dos tempos de percurso t do carrinho no trilho de ar, 
calcule e anote, nas respectivas linhas da Tab.1, os valores médios através da 
equação: 
 
t 
 
e as incertezas δt correspondentes, admitindo somente as incertezas aleatórias dadas na 
forma do desvio padrão da média através da seguinte equação: 
 
 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Deslocamento Δx = 0,9500 – 0,2700 = 0,6800m 
 
n t t δt 
1 1,789s 1,789s 0,000s 
2 1,794s 1,792s 0,003s 
3 1,829s 1,804s 0,013s 
4 1,786s 1,800s 0,010s 
5 1,805s 1,801s 0,008s 
6 1,800s 1,801s 0,006s 
7 1,784s 1,798s 0,006s 
8 1,812s 1,800s 0,005s 
9 1,796s 1,799s 0,005s 
10 1,903s 1,810s 0,011s 
11 1,777s 1,807s 0,011s 
12 1,795s 1,806s 0,010s 
13 1,786s 1,804s 0,009s 
14 1,835s 1,807s 0,009s 
15 1,811s 1,807s 0,008s 
16 1,823s 1,808s 0,008s 
17 1,818s 1,808s 0,007s 
18 1,944s 1,816s 0,010s 
19 1,793s 1,815s 0,009s 
20 1,815s 1,814s 0,009s 
 
Tabela 1: tabela de dados e cálculos para o tempo de percuso do carrinho no trilho de ar. 
 
 
 
 
 
CONCLUSÕES 
 
 O experimento realizado com o auxilio do trilho de ar teve como foco principal 
estudar o tempo de deslocamento do carrinho sobre o trilho de ar. Foram realizadas um 
total de 20(vinte) medidas, onde o carrinho percorreu a distância de 0,6800m e foi 
percebido que das 20(vinte) tentativas apenas duas tiveram o mesmo tempo de 
deslocamento sobre o trilho de ar. 
 Nota-se que com a variação do tempo de deslocamento do carrinho sobre o trilho de 
ar o valor da média de cada conjunto de medidas também sofre variaçãoes sendo assim 
consequentemente o desvio padrão médio de cada conjunto de medidas também sofre 
variações. 
Conclui-se que é impossível realizar o deslocamento do carrinho sobre o trilho de ar 
sempre com a mesma precisão. 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
PIACETINI, João J. Introdução ao Laboratório de física. 3. ed. ver.– Florianópolis: Ed. Da 
UFSC, 2008. 
LIMA, Carlos R. A. e Zappa, Fabio. Análise de dados para Laboratório de Física. Juíz de 
Fora: UFJF, 2014.