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0 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS ANANINDEUA FACULDADE DE QUÍMICA ARIANE CASTRO DE FREITAS CLALBER CARRILHO DA COSTA GIOVANE DOS SANTOS DUTRA LUCIO LIMA DA SILVA STELLA MARTINS CASTRO Relatório Experimental de Física - Cinemática Ananindeua/PA 2019 1 ARIANE CASTRO DE FREITAS CLALBER CARRILHO DA COSTA GIOVANE DOS SANTOS DUTRA LUCIO LIMA DA SILVA STELLA MARTINS CASTRO Relatório Experimental de Física - Cinemática Ananindeua/PA 2019 Trabalho apresentado como requisito parcial para obtenção de avaliação na disciplina de Laboratório Experimental de Física, ministrada pelo professor Vicente Ferrer Aleixo, na Universidade Federal do Pará. 2 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: Projétil num lançamento oblíquo....................................................08 FIGURA 2: Montagem do conjunto de queda livre............................................11 FIGURA 3: Montagem do conjunto de queda livre............................................14 FIGURA 4: plano inclinado com ângulo de 15°.................................................16 FIGURA 5: Menor círculo com 5 lançamentos (raio: 8 cm)...............................18 3 SUMARIO RESUMO............................................................................................................4 INTRODUÇÃO....................................................................................................5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..........................................................................5 1.1. Posição e deslocamento...............................................................................5 1.2. Movimento....................................................................................................5 1.3 Velocidade média e velocidade escalar média .............................................6 1.4. Velocidade instantânea e velocidade escalar instantânea...........................6 1.5. Aceleração....................................................................................................7 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.1............................................................7 Materiais Utilizados nos Procedimentos Experimentais 1.1................................8 1.1 Experimento 1.3 - A Altura Máxima Alcançada Pelo Projétil Num Lançamento Oblíquo............................................................................................8 1.2 Experimento 1.4 - O Alcance Em Função Do Ângulo De Lançamento, Mantendo Constante A Velocidade Inicial. .........................................................9 1.3 Experimento 1.5 - O Alcance E A Velocidade De Lançamento Num Disparo A 45 Graus. .......................................................................................................10 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.2..........................................................10 Materiais Utilizados nos Procedimentos Experimentais 1.2..............................11 1.4 Experimento 2.1 - O movimento de queda livre com corpo de prova de 10 intervalos iguais.................................................................................................11 1.5 Experimento 2.3 - O movimento de queda livre com corpo de prova de 10 intervalos diferentes. ........................................................................................14 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.3..........................................................16 Materiais Utilizados nos Procedimentos Experimentais 1.3..............................16 1.6 Experimeto 3.1 - O MRU e suas características. ........................................16 RESULTADOS E DISCURSSÃO......................................................................17 CONCLUSÃO....................................................................................................26 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................27 4 RESUMO Ao levar em consideração o estudo do movimento, a cinemática busca analisar o movimento dos corpos sem considerar as causas que origina. Este trabalho, tem como objetivo identificar grandezas vetoriais e escalares em um lançamento oblíquo, com finalidade de determinação previa de determinado alcance com relação ao seu ângulo de inclinação. Por fim, reconhecer que o movimento de queda livre caracteriza o movimento retilíneo uniforme variado. 5 INTRODUÇÃO A física é uma ciência natural que estuda a relação entre matéria e energia, possuindo capacidade de prever resultados por meio de comparações à dados experimentais anteriores afim de estabelecer regras gerais. Para compreender alguns fenômenos físicos, precisa-se analisar o movimento a partir de fundamentações da cinemática (descreve o movimento sem interferentes) e dinâmica (efeitos que as forças possuem no movimento). Segundo Halliday (2010), o movimento dar-se pela rapidez que certo objeto se locomove em um determinado intervalo de tempo. A primeira concepção de deslocamento foi dada por Aristóteles, na qual acreditava que o movimento do corpo era dado pela “natureza” do objeto. Por exemplo, a argila por ser um elemento constituído de terra, quando solta, tenderia a cair sobre o solo por ser composto por terra. Ele acreditava também, que o movimento era resultado de forças puncionadas, ou seja, através de puxões ou empurrões. Galileu no século XVII, concluiu que um corpo pode se movimentar sem ação de uma força motora, sendo possível eliminar o atrito caracterizando o movimento retilíneo uniforme- MRU. Com objetivo de estudar e calcular movimentos gerados a partir de posições, velocidades e aceleração. Então, a cinemática é o ramo da física que estuda as leis do movimento de corpos sem considerar as causas que originam (forças) e limitado essencialmente ao estudo da função trajetória do tempo. A cinemática é a parte da mecânica que descreve os movimentos, procurando determinar a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 1.1. Posição e deslocamento O conceito de posição está associado ao lugar onde se encontra o corpo num dado instante de tempo. Normalmente, um sistema de coordenadas cartesianas 6 é constituído de dois eixos numerados. Isto facilita a forma de representação, uma vez que a posição de qualquer local passa ser descrita em função do número de unidades em relação a cada um dos eixos. O deslocamento vetorial do corpo é definido como a medida do segmento de reta (orientado) com origem na posição inicial e extremidade na posição final do movimento no intervalo de tempo considerado. (HALLIDAY, 2008). A uma mudança de posição x1 para uma posição x2 é associado um deslocamento x, dado por 𝑥 = 𝑥2 − 𝑥1 Onde x é a variação da posição, x2 a posição final do corpo e x1 a posição inicial do corpo. 1.2. Movimento Tudo se move. Mesmo as coisas que parecem estar paradas estão se movendo. Elas movem-se relativamente ao sol e às estrelas. Quando discutimos o movimento de algo, descrevemos o movimento relativamente a alguma outra coisa. O movimento é sempre relativo (HEWITT, 2002). Em síntese, movimento é a variação da posição de um objeto no decorrer do tempo. 1.3 Velocidade média e velocidade escalar média A velocidade média de um corpo Vm é a razão entre o deslocamento x e o intervalo de tempo durante o qual esse deslocamento ocorre. Como mostra a equação. A velocidade escalar média Sméd é uma forma diferente de escrever ― “com que rapidez” uma partícula está se movendo. Enquanto a velocidademédia 7 envolve o deslocamento da partícula x, a velocidade escalar média é definida em termos da distância total percorrida, independentemente da direção (HEWITT, 2002). Assim, 1.4. Velocidade instantânea e velocidade escalar instantânea A velocidade em um dado instante é obtida a partir de velocidade média reduzindo o intervalo de tempo t até torná-lo próximo de zero. À medida que t diminui, a velocidade média se aproxima de um valor limite, que é a velocidade instantânea (HALLIDAY, 2008). A velocidade instantânea também é uma grandeza vetorial e, portanto, possui uma direção e um sentido. Velocidade escalar instantânea é o módulo da velocidade, ou seja, a velocidade desprovida de qualquer indicação de direção. (HALLIDAY, 2008). 1.5. Aceleração A aceleração é definida como a taxa temporal da mudança de velocidade. Escrevemos a aceleração como uma derivada de dv/dt como mostra a Equação 5. Da mesma maneira que a velocidade é a derivada da distância como mostra a equação 6 (FEYNMAN, 2008). Quando a velocidade de uma partícula varia, dizemos que ela está sob uma aceleração (ou está acelerada). 8 Quando a velocidade de uma partícula varia, dizemos que ela está sob uma aceleração (ou está acelerada). Ou seja, é a rapidez com que a velocidade muda. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.1 Materiais Utilizados nos Procedimentos Experimentais 1.1 01 conjunto disparador Aspach MR2; 01 sistema de fixação de grampo C; 01 fio de prumo; 01 esfera de lançamento; 01 sensor fotoelétrico; 01 régua 01 Livro de atividades experimentais. 1.1 Experimento 1.3 - A Altura Máxima Alcançada Pelo Projétil Num Lançamento Oblíquo. Figura 1: Projétil num lançamento oblíquo Com o disparador ajustado no ângulo de 60° com altura inicial do ponto de lançamento de y0 = 0 metros (m), foi executado 5 disparos com a mola compressora. Com velocidade inicial de disparo v0 = 2,33 m/s. 9 1.2 Experimento 1.4 - O Alcance Em Função Do Ângulo De Lançamento, Mantendo Constante A Velocidade Inicial. Com o disparador ajustado no ângulo de 30° com altura inicial do ponto de lançamento de y0 = 0 m. Obteve-se um intervalo de tempo (t) de t = 0,0033 segundos. Com velocidade inicial de disparo foi v0 = 2,33 m/s. O alcance adquirido pelo ângulo de 30° foi de 0,0069 m. Dado por: 𝑥 = 𝑣0. cos 30° . 𝑡 𝑥 = 2,33 . √3 2 . 0,0033 𝑥 = 0,0069 𝑚 Logo depois, o disparador foi ajustado ao ângulo de 45° e o alcance foi de 0,0060 m, com 𝑣0 = 2,19 𝑚/𝑠 e 𝑡 = 0,0039 𝑠. dada por: 𝑥 = 𝑣0. cos 45° . 𝑡 𝑥 = 2,19 . √2 2 . 0,0039 𝑥 = 0,0060 𝑚 Por ultimo, o ângulo do disparador foi ajustado para o ângulo de 60° e obteve-se um alcance de 0,0039 m e 𝑣0 = 2,36 𝑚 𝑠⁄ com tempo 𝑡 = 0,0033 𝑠. 𝑥 = 𝑣0. cos 60° . 𝑡 𝑥 = 2,36 . 1 2 . 0,0033 𝑥 = 0,00389 𝑚 10 1.3 Experimento 1.5 - O Alcance E A Velocidade De Lançamento Num Disparo A 45 Graus. Nesse experimento, o lançamento foi verificado a partir do ajuste do disparados no ângulo de 45°. O intervalo de tempo (∆𝑡) entre o disparo e a chegada da esfera, foi de ∆𝑡 = −0,0055 𝑠. Com 𝑣0 = 2,086 𝑚/𝑠. O alcance (x) da esfera no suporte aparador x = 0,38m foi medido pela equação abaixo: 𝑥 = 𝑣0. cos 𝜃° . 𝑡 𝑥 = 2,086 . cos 45° . 0,26 𝑥 = 2,086 . √2 2 . 0,26 𝑥 = 0,38 𝑚 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.2 Materiais Utilizados nos Procedimentos Experimentais 1.2 01 conjunto para queda de corpos LM com: painel vertical, saco aparador, pino de largada, haste 500 mm e fixador, tripé universal delta médio com sapatas; 01 identificadores de posição serigrafados A, B, C, D, F e corte longitudinal; 01 sensor fotoelétrico; 01 multicronômetro com rolagem. 11 1.4 Experimento 2.1 - O movimento de queda livre com corpo de prova de 10 intervalos iguais. Figura 2 :Montagem do conjunto de queda livre De acordo com a Figura 2, o conjunto de queda livre foi nivelado com a base do tripé. Logo depois, o sensor foi aproximado na marca dos 180 mm do painel. Por fim, foi arbitrado a posição inicial y0 do móvel (início da escala na cerca ativadora) como sendo zero milímetros. Com o móvel e o sensor já posicionados, solte o móvel, puxando o pino de retenção A tabela 1 mostra a trajetória vertical em queda livre do móvel até concluir a passagem pelo sensor. Seu deslocamento foi de 0,16 m entre a primeira posição e a última. Tabela 1 - Posição versus Tempo do experimento 2.1 Posição Y (m) T (s) y0 0 0,01525 y1 0,02 0,0161 y2 0,04 0,01615 y3 0,06 0,0171 y4 0,08 0,01815 y5 0,1 0,0195 y6 0,12 0,02135 y7 0,14 0,036 y8 0,16 0,03455 y9 *** *** 12 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,0165 0,017 0,0175 0,018 0,0185 0,019 0,0195 0,02 y (m ) t (s) Grafico das Tangentes do experimento 2.1 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0 0,05 0,1 0,15 0,2 T (s ) Y (m) Grafico do Experimento 2.1- tabela 1 y10 *** *** *** O instrumento utilizado não permitiu a execução do experimento A partir dos dados obtidos na tabela 1 foi construindo um gráfico (gráfico 1) que representa o movimento do corpo em queda livre. Gráfico 1 – Espaço versus tempo do movimento de um corpo em queda livre do experimento 2.1 Com base no gráfico anterior, foi traçado tangentes nos pontos com as seguintes coordenadas (t0,3, y3); (t0,4, y4); (t0,5, y5); e obteve-se o seguinte gráfico: Gráfico 2 – Tangentes de 3 pontos do experimento 2.1 Por meio da tabela 1, foram elevado os tempos, ao quadrado, e completou-se a segunda tabela para formar o gráfico 3. 13 -0,0005 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t2 (s 2 ) Y (m) Gráfico do experimento 2.1 - Tabela 2 Tabela 2 - Elevação do tempo ao quadrado da tabela 1 Posição y (m) t2 (s2) y0 0 0 y1 0,02 0,000259 y2 0,04 0,00026 y3 0,06 0,000302 y4 0,08 0,000292 y5 0,1 0,00038 y6 0,12 0,000456 y7 0,14 0,0013 y8 0,16 0,00194 y9 *** *** y10 *** *** *** O instrumento utilizado não permitiu a execução do experimento Gráfico 3 - Gráfico y versus t2 do movimento de queda livre 14 1.5 Experimento 2.3 - O movimento de queda livre com corpo de prova de 10 intervalos diferentes. Figura 3:Montagem do conjunto de queda livre Conforme a figura 3, foi montado o conjunto de queda livre e depois o corpo de prova foi pendurado entre os suportes alinhadores com os retângulos da escala para dentro no primeiro orifício dos suporte. Com o móvel e o sensor já posicionados, o móvel foi soltado com objetivo de preencher a tabela 3: Tabela 3 – Corpo em queda livre do experimento 2.3 Y (m) T (s) 0 0 0,005 0,01745 0,012 0,01545 0,022 0,0158 0,034 0,0161 0,048 0,0189 0,066 0,0198 0,086 0,0209 0,108 0,02115 0,132 0,02305 0,16 0,10835 15 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t (s ) Y (m) Gráfico do experimento 2.3 - tabela 3 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t2 (s 2 ) y (m) Gráfico Experimento 2.3 - Tabela 4 Gráfico 4 - y versus t do movimento de queda livre Tabela 4 – Elevação do tempo ao quadrado da tabela 3 Y (m) t2 0 0 0,005 0,0003 0,012 0,00024 0,022 0,00025 0,034 0,00026 0,048 0,00036 0,066 0,00039 0,086 0,00044 0,108 0,00045 0,132 0,00053 0,16 0,00117 Gráfico 5 - Gráfico y versus t2 do movimento de queda livre. 16 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1.3 Materiais Utilizados nos ProcedimentosExperimentais 1.3 01 plano inclinado articulável; 01 base de sustentação principal, escala de 0 a 45° graus, e sistema para MRU; 01 ímã encapsulado; 01 multicronômetro com disparador manual ou cronômetro; 01 nível de bolha para superfície; Papel milimetrado. 1.6 Experimeto 3.1 - O MRU e suas características. Figura 4: plano inclinado com ângulo de 15° Ao posicionar o plano inclinado com o ângulo de 15° (conforme a Figura 5). Com auxílio do ímã a esfera foi posicionada a 20 mm antes da marca 0 mm da escala. Logo depois, foi cronometrado, sucessivamente, os instantes (t) corridos desde que a esfera (móvel) passou pela posição S0 = 0 m até passar pelas seguintes posições S1 = 0,1 m S2 = 0,2 m; S3 = 0,3 m; S4 = 0,4 m. Com finalidade de preencher a tabela 6. 17 0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 T (s ) S (m) Gráfico do experimento 3.1 tabela 6 Tabela 6 – Instantes pecorridos em certas posições A partir da tabela 6, foi construído o gráfico do movimento retilíneo uniforme. Gráfico 7 - Gráfico de S versus t do MRUV RESULTADOS E DISCURSSÃO 1.1 Experimento 1.3 - A Altura Máxima Alcançada Pelo Projétil Num Lançamento Oblíquo. A medida do raio de 0,008 m (figura 2) dos cinco lançamentos, forneceu a impressão máxima do alcance, no qual o alcance (x) obtido no experimento foi x = 0,54 m. O tempo de voo (t) foi equivalente a 0,46 segundos (s), medido pela equação do movimento horizontal: S (m) T (s) 𝒔𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎 𝑡0 = 0: 00,00 𝒔𝟏 = 𝟎, 𝟏𝟎𝟎 𝑡1 = 0: 02,37 𝒔𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟎𝟎 𝑡2 = 00: 04,18 𝒔𝟑 = 𝟎, 𝟑𝟎𝟎 𝑡3 = 00: 05,97 𝒔𝟒 = 𝟎, 𝟒𝟎𝟎 𝑡4 = 00: 08,04 18 Figura 5: Menor círculo com 5 lançamentos (raio: 8 cm) 𝑥 = 𝑣0 . cos 𝜃° . 𝑡 0,54 = 2,33 . cos 60° . 𝑡 0,54 = 2, 33 . 1 2 . 𝑡 𝑡 = 0,54 1,165 = 0,46 𝑠 A altura máxima alcançada pelo projetil foi de 0,29 metros, medida equação do movimento vertical: 𝑦 = 𝑦0 + (𝑣0 . sin 𝜃°). 𝑡 − 𝑡2 2 0,54 = 𝑦0 + ( 2,33 . sin 60°). 0,46 − 0,462 2 0,54 = 𝑦0 + (2,33 . √3 2 ) . 0,46 − 0,1058 𝑦0 = − 0,96 + 0,1058 + 0,56 𝑦0 = − 0,29 𝑚 19 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0 0,05 0,1 0,15 0,2 T (s ) Y (m) Grafico do Experimento 2.1- tabela 1 1.2 Experimento 1.4 - O Alcance Em Função Do Ângulo De Lançamento, Mantendo Constante A Velocidade Inicial. O alcance no ângulo 60°, é menor comparado aos demais (30°,45°). Vemos que o alcance depende diretamente do ângulo de inclinação, pois quanto mais inclinado, mais a esfera demora para subir, assim o alcance é menor. 1.3 Experimento 1.5 - O Alcance E A Velocidade De Lançamento Num Disparo A 45 Graus. O movimento obliquo realizado pelo disparo da esfera, é um movimento bidimensional, composto por dois movimentos unidimensional simultâneos com orientações verticais e horizontais. Podemos notar que com o ângulo de 45° o alcance (x) será maior. 1.4 Experimento 2.1 - O Movimento De Queda Livre Com Corpo De Prova De 10 Intervalos Iguais. A partir dos dados obtidos na tabela 1 foi construindo um gráfico (gráfico 1) que representa o movimento do corpo em queda livre. Gráfico 1 – Espaço versus tempo do movimento de um corpo em queda livre do experimento 2.1 20 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,0165 0,017 0,0175 0,018 0,0185 0,019 0,0195 0,02 y (m ) t (s) Grafico 2 das tangentes do experimento 2.1 da tabela 1 -0,0005 0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t2 (s 2 ) Y (m) Gráfico do experimento 2.1 - Tabela 2 Ao analisar o gráfico 1, conclui-se que ele representa o ramo direito de uma função quadrática por não ser considerado fisicamente existente tempo negativo. Em que o coeficiente angular representa a inclinação no eixo x com variações (y = 0,12; y = 0,14; y = 0,16). Com base no gráfico anterior, foi traçado tangentes nos pontos com as seguintes coordenadas (t0,3, y3); (t0,4, y4); (t0,5, y5); e obteve-se o seguinte gráfico: Gráfico 2 – Tangentes de 3 pontos do experimento 2.1 O coeficiente angular representado nesses 3 pontos do gráfico 2, mostra uma diminuição da velocidade, pois a inclinação é dada por uma reta. Então, conclui-se que há uma um movimento retilíneo com velocidade variando, ou seja, o movimento é acelerado. A partir da tabela 1, foram elevados ao quadrado o tempo de cada instante. Assim, foi preenchido a tabela 2 para a construção do gráfico 3. Gráfico 3 - Gráfico y versus t2 do movimento de queda livre 21 0 0,5 1 1,5 2 0 0,05 0,1 0,15 0,2 V m ( m /s ) t (s) Gráfico do Experimento 2.1 - Tabela 3 No gráfico acima (gráfico 3), representa uma parábola, marcando variações em sua velocidade caracterizando um movimento linear pois, alguns de seus pontos, são constantes e formam uma reta. E o seu coeficiente angula associa-se à velocidade média. Através do gráfico 3, a aceleração (a) sofrida por esse movel foi de 𝑎 = 82,4 𝑚/𝑠2 dado por: 𝑎 = 𝑔 = ∆𝑠 ∆𝑡 = 0,16 0,00194 = 82,4 𝑚/𝑠2 Admitindo os instantes da primeira coluna da Tabela 3, a partir da definição de aceleração, calculou-se as velocidades do móvel para cada instante indicado para formular o gráfico 4. Tabela 3 – Velocidade de Instantes (t) do móvel. t (s) Vm (m/s) t0 = 0,00 v0 = 0,00 t1 = 0,05 v1 = 0,49 t2 = 0,08 v2= 0,78 t3 = 0,11 v3= 1,08 t4 = 0,15 v4= 1,47 Gráfico 4 - V versus T do movimento em estudo da tabela 3 O gráfico 4, mostra o coeficiente angular que caracteriza uma velocidade constante. Nos pontos: (t0, v0) e (t4, v4) vai mostrar o descolamento sofrido pelo movel, a partir da equação de Torricelli: 22 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t (s ) Y (m) Gráfico do experimento 2.3 - tabela 3 𝑉2 = 𝑉0 2 + 2. 𝑎. ∆𝑠 (1,47)2 = 0 + 2 . 9,8 . ∆𝑠 ∆𝑠 = 2,1609 19,6 = 0,11 𝑚 A equação horária executado pelo móvel neste experimento, identificando cada termo da equação é dada por: 𝑦 = 1 2 𝑔. 𝑡2 + 𝑉0. 𝑡 + 𝑦0 𝑦 = 1 2 . 9,8 . (1,47)2 + 0. 1,47 + 0,1 𝑦 = 10,59 + 0 + 0,1 𝑦 = 10,69 𝑚 1.5 Experimento 2.3 - O Movimento De Queda Livre Com Corpo De Prova De 10 Intervalos Diferentes. Ao lançar o corpo em queda livre, houve o preenchimento da tabela 3 para a construção do gráfico 4. Gráfico 4 - y versus t do movimento de queda livre 23 0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0 0,05 0,1 0,15 0,2 t2 (s 2 ) y (m) Gráfico Experimento 2.3 - Tabela 4 O gráfico 4 acima não informa a trajetória descrita pelo móvel. Ele representa o ramo direito de uma função quadrática por não ser considerado fisicamente existente tempo negativo. Com isso, a trajetória feita pelo projetil quando solto, indica que ele entrou em queda livre, e teve uma variação no tempo de queda em cada ponto de sua trajetória. O coeficiente angular do gráfico 4, representa a inclinação da reta no eixo x. A partir dele, podemos denominar a taxa de variação da função que é relativa ao eixo x. Com a elevação do tempo ao quadrado da tabela 3, foi completada a tabela 4 para a construção do gráfico 5 que mostra o movimento de queda livre na função quadrática. Gráfico 5 - Gráfico y versus t2 do movimento de queda livre. O gráfico 5 denomina-se como uma parábola, logo o seu movimento é linear devido a variação de seus pontos formarem uma reta linear com o tempo. A grandeza física associada ao coeficiente angular deste gráfico, é avariação de sua velocidade conforme o tempo. Ao admitir que a gravidade é igual a aceleração a = 9,8 m/s, foram calculadas a velocidade do móvel nos seguintes pontos da tabela 5: 24 0 0,5 1 1,5 2 0 0,05 0,1 0,15 0,2 V m ( m /s ) t (s) Gráfico do Experimento 2.3 - Tabela 5 Tabela 5 – Velocidade do móvel do experimento 2.3 t (s) Vm (m/s) t0 = 0,00 v0 = 0,00 t1 = 0,05 v1 = 0,49 t2 = 0,08 v2= 0,78 t3 = 0,11 v3= 1,08 t4 = 0,15 v4= 1,47 Gráfico 6 – V versus t da tabela 5 O coeficiente angular do gráfico 6, apresenta uma velocidade constante. Logo, nos pontos (to,vo) e (t4,v4) o deslocamento é ∆𝑠 = 0,11 𝑚 com característica linear. O valor convencional e o valor obtido da aceleração se diferenciam, pois a aceleração do experimento é dada de acordo com a variação da velocidade. E essa diferença é influenciada por vários fatores como: pressão atmosférica e precisão dos equipamentos. No momento em que o móvel é solto, sua aceleração inicial é zero, pois o corpo estava em estado de repouso e ainda não tinha variação de velocidade. 1.6 Experimento 3.1 - O MRU e suas Características. A partir da tabela 6, foi construído o gráfico do movimento retilíneo uniforme. 25 0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 T (s ) S (m) Gráfico do experimento 3.1 tabela 6 Gráfico 7 - Gráfico de S versus t do MRUV O gráfico 7 gráfico caracteriza um movimento retilíneo uniforme, pois o movimento mostra-se com uma velocidade constante. A declividade informa a inclinação da reta relativa a uma função de primeiro grau, sendo calculada a partir de dois pontos. Fisicamente, o coeficiente angular determina a velocidade do objeto. Logo, gráfico caracteriza um movimento retilíneo uniforme, pois o movimento mostra-se com uma velocidade constante. A partir dos resultados do gráfico 7, foram determinados a declividade dos seguintes pontos que mostraram uma pequena variação de declividade, por meio da razão: 𝛼 = ∆𝑦 ∆𝑥 Pontos Declividade S0 e S1 0,042 S0 e S2 0,048 S0 e S3 0,052 S0 e S4 0,049 26 CONCLUSÃO Neste relatório, foi observado os princípios em relação ao estudo da cinemática, onde por meios de experimentos foram obtidos diversas informações sobre velocidade, aceleração e trajetória de determinado movimento. Com finalidade de esclarecer conceitos básicos para uma correta compreensão dos fenômenos físicos e pleno entendimento de raciocínios à resolução de problemas propostos. 27 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS HALLIDAY, David, Fundamentos de física, volume 1: mecânica. 10 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. HALLIDAY D.; RESNICK R. e WALKER J. Fundamentos de Física: mecânica. Volume 1. 8ª edição. São Paulo: Companhia das Letras,2008. FEYNMAN, Richard P.; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Matthew. Feynman: Lições de Física, Volume 1. 1ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. CUTNELL, Jonh; KENNERTH, Johnson. Cutnell & Johnson Física. 9ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. GRE, Física. 4. ed. v. 2.São Paulo: Edusp, 1998. HEWITT, P. G. Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.
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