Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA SEMESTRE 2020.1 PRÁTICA 04 – MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO ALUNO: Gerson de Pontes Costa MATRÍCULA: 496415 CURSO: Engenharia Química TURMA: 19 PROFESSOR: Leidy Milena DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 23/08/2020 ÀS 14:00 h OBJETIVOS - Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento retilíneo uniformemente variado. - Representar graficamente a posição, a velocidade e a aceleração em função do tempo de um movimento retilíneo uniformemente variado. - Representar graficamente a posição em função do tempo ao quadrado de um movimento retilíneo uniformemente variado. MATERIAL - Cronômetro; - Fita métrica. INTRODUÇÃO A prática realizada possui como principal propósito compreender, designar e representar de maneira gráfica o funcionamento e o comportamento do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) e de suas principais grandezas (deslocamento, velocidade e aceleração), demonstrando experimentalmente e com base em conhecimentos teóricos suas notações e como elas relacionam-se durante o trajeto. O modelo abordado trata-se de uma área da cinética voltada para movimentos em linha reta (vertical ou horizontal), sua principal diferença do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é a presença de uma variação na velocidade do sistema, apresentando velocidade variável e aceleração constante, seja ela positiva, caracterizando um movimento acelerado, ou negativa, formando um movimento retardado. Física interativa, abril-2016 Para as equações do movimento em questão, é possível designar vários termos por meio da relação entre as grandezas e através dessas três equações é possível formular as demais relações presentes nessa área. Equação da posição: utilizada para encontra a variação da posição, dados tempo, velocidade e aceleração, dada por: ∆x = v0t + (at²) / 2 ∆x = variação da posição (m) v0 = velocidade inicial (m/s) t = tempo (s) a = aceleração (m/s) ² A partir dela tomando x0 = 0 e v0 = 0 é possível obter a fórmula da aceleração: a = 2x / t² Equação da velocidade: utilizada para descobrir a velocidade final ou inicial por meio do uso da aceleração e do tempo, dada por: V = v0 + at v = velocidade final (m/s) v0 = velocidade inicial (m/s) a = aceleração (m/s) ² A partir da substituição de v0 = 0 é possível obter a fórmula da velocidade: V = 2x / t Equação de Torricelli: é conhecida por não utilizar o tempo na sua composição, relacionando apenas as demais grandezas, dada por: v² = v0² + 2a∆x v = velocidade (m/s) v0 = velocidade inicial (m/s) a = aceleração (m/s) ² ∆x = variação do espaço (m) PROCEDIMENTO 1- Iniciei o filme e acionei simultaneamente o cronômetro, como primeira medida, anotei o intervalo de tempo do movimento do corpo ao se deslocar da posição inicial até a posição x = 10m. 2- Fiz três medidas de tempo para cada posição da tabela 1. 3- Repeti o procedimento para cada posição indicada na tabela 4.1. 4- Preenchi os outros espaços da tabela 4.1. Tabela 4.1. Resultados experimentais. N° x (cm) Medidas de t (s) Média de t (s) Quadrado de t (s²) V = 2x/t (cm/s) a = 2x/t² (cm/s²) 1 10 2,7 2,8 7,5 7,4 2,6 2,9 2,8 2 20 3,9 3,9 15,2 10,26 2,6 3,9 4,0 3 30 4,8 4,9 24,0 12,2 2,5 4,9 5,0 4 50 6,5 6,5 42,7 15,6 2,3 6,5 6,6 5 70 7,8 7,8 60,3 18,0 2,3 7,8 7,7 6 90 8,8 8,9 79,2 20,2 2,3 9,0 9,0 7 110 9,9 9,9 98,0 22,2 2,2 9,9 9,8 8 150 11,7 11,7 136,9 25,6 2,2 11,7 11,6 Fonte: elaborada pelo autor 5- Tracei o gráfico da posição em função do tempo (para os dados da tabela 4.1.) 6- Tracei o gráfico da posição em função do tempo ao quadrado (para os dados da tabela 4.1.) Fonte: elaborada pelo autor QUESTIONÁRIO 01- O que representa o coeficiente angular do gráfico “x contra t” ? Resposta: O coeficiente angular do gráfico, por ser positivo (1,61), representa uma aceleração positiva e constante no trajeto descrito. x = 0,96t2 + 1,68x - 1,458 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 2 4 6 8 10 12 14 x ( cm ) t (s) Posição em função do tempo Valores experimentais Potência (Valores experimentais) x = 1,08t + 3,66 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 160 x (c m ) t² (s²) Posição em função do tempo ao quadrado Valores experimentais Linear (Valores experimentais) 02- O que representa o coeficiente angular no gráfico “x contra t ²” ? Resposta: Para o gráfico da posição em função do tempo ao quadrado, o coeficiente angular também é positivo (1,08), indicando uma velocidade crescente para o trajeto. 03- Trace o gráfico da velocidade em função do tempo para os dados obtidos da tabela 4.1. Resposta: ao fim do questionário 04- Trace o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da tabela 4.1. Resposta: ao fim do questionário 05- Determine a aceleração pelo gráfico x contra t². Resposta: R – a = 2x/t² em que R = coeficiente angular a = 2*150 / (136,89 – 1,08) a = 300 / 135,8 a = 2,2 cm/s ² 06- Determine a aceleração pelo gráfico v contra t. Resposta: a = ∆v / ∆t a = (25,64 – 7,41) / (11,7 – 2,7) a = 18,23 / 9 ~= 2,1 cm/s² 07- Calcule a velocidade média no movimento total (150cm) e compare com a velocidade final. Justifique a discrepância. Resposta: Vf = 25,6 cm/s Vm = ∆x / ∆t Vm = (150 – 10) / (11,7 - 2,7) → Vm = 140/9 = 15,6 cm/s A discrepância nos valores das velocidades está no fato de a velocidade final ser um valor instantâneo e a velocidade média se tratar de uma média dados todos os valores instantâneos. Resposta (questão 03) Resposta (questão 04) CONCLUSÃO Após a realização dos experimentos, foi possível captar amplamente o funcionamento do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado como um todo, desde a união de dados como tempo, velocidade e aceleração, até a utilização destes para v = 2t + 2,31 0 5 10 15 20 25 30 0 2 4 6 8 10 12 14 v (c m /s ) t (s) Velocidade em função do tempo Valores da velocidade Linear (Valores da velocidade) a = cte 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a (c m /s ²) t (s) Aceleração em função do tempo Valores da aceleração Linear (Valores da aceleração) Linear (Valores da aceleração) aplicação em fórmulas, tabelas e gráficos que permitiram destrinchar as variáveis e traçar um modelo de funcionamento para um trajeto. A principal fonte de erros nessa atividade está relacionada sobretudo ao processo de cronometragem, no qual um pequeno descuido pode gerar grandes discrepâncias ao determinar os valores de velocidade e aceleração. De modo geral, foi possível compreender a importância do experimento, voltado para a análise do tempo, para assim formular gráficos que conseguem prever o comportamento que o corpo realiza durante um movimento com aceleração constante, além de entender como extrair informações dele para realizar cálculos, e descobrir o que seu coeficiente angular pode revelar sobre a trajetória, assumindo o valor da aceleração e velocidade. REFERÊNCIAS Gouveia, Rosimar. Toda matéria, movimento retilíneo uniformemente variado. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/movimento-retilineo-uniformemente- variado/. Acesso em: 20 de jul. de 2020. Física interativa,2016. Disponível em: http://fisicainterativa10.blogspot.com/2016/04/blog-post_8.html. Acesso em: 20 de jul. de 2020. Trigo, Tiago. Infoescola, MRUV. Disponível em: https://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo-uniformemente-variado/HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2009 vol 4;
Compartilhar