relatorio 2 de fisica experimental- Movimento Retilíneo e Uniforme Velocidade Média

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO-UEMA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
CURSO DE ENGENHARIA DA MECÂNICA 
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL 
 
 
 
AUBE ARAÚJO COSTA FILHO- 20190084465 
HEDER MENDES DA CRUZ-20190084590 
PEDRO LUCAS CARVALHO MORAES- 20190110260 
 
 
 
 
 
 
 
Movimento Retilíneo e Uniforme – Velocidade Média 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Luís 
2021 
 
 
 
 
AUBE ARAÚJO COSTA FILHO- 20190084465 
HEDER MENDES DA CRUZ-20190084590 
PEDRO LUCAS CARVALHO MORAES- 20190110260 
 
 
 
 
 
 
 
Movimento Retilíneo e Uniforme – Velocidade Média 
 
Relatório apresentado à disciplina de Física 
Experimental como requisito de obtenção de 
complemento para a primera nota. 
Orientador: Prof.º Me. José de Ribamar Pestana Filho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Luís 
2021 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A mecânica é o campo da física que estuda o movimento dos objetos. Por razões 
organizacionais, a mecânica divide-se em dois subcampos: cinemática e dinâmica. 
 Na cinemática, analisamos os conceitos usados para descrever o movimento: 
velocidade, aceleração e trajetória sem se preocupar com sua origem. Na dinâmica, 
estudamos movimento, ou seja, a lei que determina que tipo de movimento um objeto 
realizará conhecendo-se as forças que atuam sobre ele. Neste relatório será analisado 
o movimento retilíneo uniforme e o movimento retilíneo uniformemente variado. 
 O Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é um tipo de movimento que ocorre com 
velocidade constante em uma trajetória reta e com aceleração igual a zero, logo em 
intervalo de tempos iguais o móvel percorre a mesma distância. Um momento em que 
podemos observar o MRU é quando estamos dirigindo um carro numa estrada reta 
emantemos sempre uma mesma velocidade. 
 Ao contrário do MRU, o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) 
prova que a velocidade varia uniformemente em razão ao tempo e pode ser definido 
como um movimento de um móvel em relação a um referencial ao longo de uma reta, 
na qual sua aceleração é sempre constante. Diz-se que a velocidade do móvel sofre 
variações iguais em intervalos de tempo iguais. Um exemplo de MRUV é a queda livre 
no ar, onde a aceleração constante é conhecida como a aceleração da gravidade. 
 No movimento retilíneo uniforme, a velocidade média (vm) pode ser encontrada 
dividindo-se a variação do espaço (∆𝑠) pelo intervalo de tempo (t), desta forma, tem-se 
a seguinte fórmula. 
𝑉𝑚 = 
∆𝑠
𝑡
 
 Através da equação da velocidade pode-se encontrar a função horária da 
posição, substituindo o ∆𝑠 por s - 𝑆0: 
𝑉𝑚 = 
∆𝑠
𝑡
= 
s − 𝑆0
𝑡
 
Isolando a variável s, tem-se: 
𝑠 = 𝑆0 + 𝑣. 𝑡 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
2.1. Compreender a relação entre as grandezas espaço e tempo; 
2.2. Construir o gráfico espaço X tempo; 
2.3. Calcular velocidade média; 
2.4. Determinar a expressão para calcular a posição da esfera em função do tempo e, a 
partir dela, construir uma tabela para estimar o tempo gasto em função do espaço 
percorrido e o espaço percorrido em função do tempo. 
 3. MATERIAIS 
3.1. Esfera; 
3.2. Tijolos para apoio ou suporte; 
3.3. Compensado para apoio; 
3.4. Uma Trena; 
3.5. Cano d’agua de 1m cortado ao longo do comprimento como rampa; 
3.6. Fita. 
3.7. Haste Vertical Graduada; 
3.8. Uma Trena; 
3.9. Cordão; 
3.10. Uma rampa com um ângulo entre 0º e 10º; 
3.11. Cronômetro digital multifuncional – EQ228B/CIDEPE; 
3.12. Dois sensores fotoelétrico-CL010/CIDEPE. 
 
 4. PROCEDIMENTO 
4.1. Foram estabelecidas as bases do cano cortado através de tijolos e compensados, 
formando apoios para a rampa (cano cortado). 
4.2. Foi colocado o cano nas bases de poio e colocado um inclinômetro no celular para 
verificar a inclinação de 10º (Imagem 1); 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagem 1-Inclinômetro de celular marcando 10º de inclinação da rampa (Cano). 
4.3 inserido fitas de marcação no cano (rampa) para determinar os pontos de disparo e 
parada do cronômetro, com 1 metro de espaçamento entre marcações. 
4.4. Marcar na rampa um ponto de referência de onde a esfera será liberada 5 vezes e 
anotar os tempos na tabela 1; 
4.5. Calcular a média dos tempos e anotar na tabela 1; 
4.6. Calcular a velocidade média e anotar na tabela 1; 
4.7. Repetir os procedimentos 4.1 e 4.2 e programar o cronômetro digital multifuncional 
na função F1 para dois sensores e incluir a distância de 1m; 
4.8. Liberar a esfera da rampa, do mesmo ponto de referência já estabelecido 
anteriormente, 5 vezes e anotar os tempos e velocidades na tabela 2; 
4.9. Calcule a média das velocidades. 
 
 
 
 5. ATIVIDADE COMPLEMENTAR 
5.1. Comente sobre as diferenças entre as velocidades médias. 
 R- As diferenças se dão em decorrência do tempo cronometrado. Enquanto que 
no primeiro caso foram usadas fitas de demarcações que tornaram a marcação do 
tempo imprecisa, no segundo caso, com o uso de sensores, ficou mais preciso. 
5.2. Determinar a expressão para calcular a posição da esfera em função do tempo e, a 
partir dela, construir uma tabela para estimar o tempo gasto em função do espaço 
percorrido e o espaço percorrido em função do tempo. 
 R-No movimento retilíneo uniforme, a velocidade média (vm) pode ser encontrada 
dividindo-se a variação do espaço (∆𝑠) pelo intervalo de tempo (t), desta forma, tem-se 
a seguinte fórmula. 
𝑉𝑚 = 
∆𝑠
𝑡
 
 Através da equação da velocidade pode-se encontrar a função horária da 
posição, substituindo o ∆𝑠 por s - 𝑆0: 
𝑉𝑚 = 
∆𝑠
𝑡
= 
s − 𝑆0
𝑡
 
 Isolando a variável s, tem-se a expressão para calcular a posição da esfera em 
função do tempo: 
𝑠 = 𝑆0 + 𝑣. 𝑡 
 - Tabela para estimativa do tempo gasto em função do espaço percorrido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 - Tabela para estimativa do espaço percorrido em função do tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3. Pesquisar sobre a autonomia de consumo de combustível de determinado veículo 
e fazer uma estimativa para saber o consumo de combustível e tempo gasto para 
realizar uma viagem. 
 R- Considerando o veículo Toyota Corolla Altis Hybrid 2022 e as informações 
divulgada pela fabricante Toyota, o Corolla híbrido faz 14,5 km/l na estrada e 16,3 km/l 
na cidade com gasolina, além de 9,9 km/l na estrada e 10,9 km/l na cidade com etanol. 
Assim, numa viagem de São Luís-MA à Barreirinhas-MA que tem distância de 261 km 
em que o mesmo é abastecido com gasolina, será gasto aproximadamente 18 litros de 
gasolina e considerando uma velocidade de 80 km/h, o veículo fará o trajeto em 3,2625 
horas ou 3h 15minutos. 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
 O experimento foi realizado de duas formas: Num primeiro momento utilizou-se 
marcações na rampa feitas com fitas, gerando a tabela 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Num segundo momento foi realizado o mesmo procedimento com a diferença de 
que se utilizou sensores para início e parada do cronometro, gerando a tabela 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. CONCLUSÃO 
 
 Pela realização do experimento foi possível revisar e pôr em prática os 
conhecimentos aprendidos no ensino médio referente ao movimento retilíneo 
uniforme. Através dos valores anotados foi possível calcular a velocidade da 
esfera na rampa, onde foi encontrado para a primeira situação, menos precisa, a 
velocidade média de 1,12360 m/s e para segunda, mais precisa, a velocidade 
média de 0,87527 m/s. 
 Apesar de ter utilizados equipamentos acessíveis em casa, o experimento 
foi muito produtivo e acrescentou muito aos membros conhecimentos de física 
experimental. 
 
 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
PIACENTINI, João J. [et. al]. Introdução ao laboratório de física. 3.ed. Florianópolis: Ed. 
UFSC, 2008. 124p. 
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física I e II: mecânica. 12.ed. São Paulo: 
Pearson, 2008. 401p. 
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. (org.); BIASI, R. S. (tradução e revisão 
técnica). Fundamentos da física, volumes 1:mecânica. 8ª ed. LTC – Livros Técnicos e 
Científico 
OLIVEIRA, Ricardo de Oliveira. Corolla 2022: preço, motor, consumo, versões, revisão 
(detalhes). In: OLIVEIRA, Ricardo de Oliveira. Corolla 2022: preço, motor, consumo, 
versões, revisão (detalhes). São Paulo, 6 set. 2019. Disponível em: 
https://www.noticiasautomotivas.com.br/toyota-corolla/. Acesso em: 20 maio 2021.