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GRA1583 LABORATÓRIO DE MATEMÁTICA E FÍSICA Movimento retilíneo uniformemente variável (MRUV). De acordo com o teste de MRUV realizado em laboratório, onde foi utilizado um multicronômetro para leitura dos valores do tempo, de acordo com o deslocamento em milímetros (mm), sendo registrado suas respectivas leituras nas marcações de: 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm, 144 mm, 162 mm e 180 mm, sendo obtidos os seguintes valores: ¹S (m) t(s) t²(S²) 0 0 0 0,018 0,0341 0,0011628(0,000324) 0,036 0,0610 0,0037210(0,001296) 0,054 0,0869 0,0075516(0,002916) 0,072 0,1128 0,0127238(0,005184) 0,090 0,1356 0,0183873(0,008100) 0,108 0,1573 0,0247432(0,011664) 0,126 0,1783 0,0317908(0,015876) 0,144 0,1984 0,0393655(0,020736) 0,162 0,2178 0,0474368(0,026244) 0,180 0,2298 0,0518928(0,032400) ¹Dados convertidos de (mm) para (m), para maior precisão no gráfico:18mm – 0,018m. Espaço x Tempo medido em um ângulo de 10° 2. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x Tempo”? Qual o significado do coeficiente angular (declividade da tangente) do gráfico construído? A função representada pelo gráfico, mostra a posição do objeto em relação ao tempo a partir da posição inicial. O coeficiente angular representa a inclinação da reta, assim como a distância do objeto em relação ao ponto inicial (0), e a declividade da tangente mede a velocidade escalar no instante (t). 3. Construa o gráfico S x t² (Espaço x Tempo²). 4. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x Tempo²”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? Assim como no gráfico anterior de “Espaço x Tempo”, a função representada pelo gráfico, também mostra a posição do objeto em relação ao tempo a partir da posição inicial, porém com uma pequena diferença entre t0 e t1. O coeficiente angular representa a inclinação da reta, assim como a distância do objeto em relação ao ponto inicial (0), e a declividade da tangente mede a velocidade escalar no instante (t). 5. Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela semelhante à demonstrada a seguir. Utilize a fórmula Vm(trecho) = ∆S/∆t para encontrar as velocidades. Onde: Trecho 2 ∆S2 = S2 − S0/∆t2 = t2 − t0 ∆S2 = 0,036 − 0/∆t2 = 0,0610 − 0 ∆S2 = 0,036/∆t2 = 0,0610 Vm = 0,5901 Trecho 4 ∆S4 = S4 − S2/∆t4 = t4 − t2 ∆S4 = 0,072 − 0,036/∆t4 = 0,1128 − 0,0610 ∆S4 = 0,036/0,0518 Vm = 0,6949 Trecho 6 ∆S6 = S6 − S4/∆t6 = t6 − t4 ∆S6 = 0,108 − 0,072/∆t6 = 0,1573 − 0,1128 ∆S6 = 0,036/∆t6 = 0,0445 Vm = 0,8089 Trecho 8 ∆S8 = S8 − S6/∆t8 = t8 − t6 ∆S8 =0,144 − 0,108/∆t8 = 0,1984 − 0,1573 ∆S8 = 0,036/∆t8 = 0,0411 Vm = 0,8759 Trecho 10 ∆S10 = S10 − S8/∆t10 = t10 − t8 ∆S10 = 0,180 − 0,144/∆t10 = 0,2298 − 0,1984 ∆S10 = 0,036/∆t10 = 0,0314 Vm = 1,1464 Intervalo Vm (m/s) S0 a S2 0,5901 S2 a S4 0,6949 S4 a S6 0,8089 S6 a S8 0,8759 S8 a S10 1,1464 6. Construa o gráfico Vm x t (velocidade x tempo) Gráfico baseado nos valores obtidos pelo cálculo do intervalo de tempo Vm = ∆S/∆t 7. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “velocidade x tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? (Lembre-se que no MRUV, a velocidade é dada por v = v0 + at) Apresenta uma reta inclinada crescente, mostrando que o movimento é progressivo, de velocidade positiva indicando uma função crescente, onde o coeficiente angular mede a aceleração escalar. 8. Qual a aceleração média deste movimento? Am = ∆v/∆t − Am = 0,2298 – 0/0,180 – 0 = Am = 0,2298 – 0,180 = 1,276m/s² 9. Ainda utilizando o gráfico, encontre a velocidade inicial do carrinho no t0. Para isso, basta extrapolar o gráfico e verificar o valor da velocidade quando a curva “cruza” o eixo y. V = t0 = 0,5901m/s 10. Diante dos dados obtidos e dos gráficos construídos: 11. Monte a função horária do experimento. S = S0 + v0 t + 1/2 at² Onde: • a = Aceleração (m/s²); • t = Tempo (s); • V0 = Velocidade inicial (Instante t0); • S0 = Posição inicial (lembre-se da marcação onde o sensor foi posicionado). S = 0 + 0,5901*0,0341+ 1/2 1,276*0,0341² 12. Por que é possível afirmar que esse movimento é uniformemente variado? Este movimento é uniformemente variado por conta de sua mudança de velocidade (aceleração) em uma taxa constante. 13. Faça o experimento com a inclinação de 20° e compare os resultados. Ao efetuar os testes comum ângulo de inclinação de 20°, percebe se que o carrinho desce a uma velocidade igual em intervalos iguais, havendo uma variação entre os dois como mostra o gráfico. Sendo verificado que o carrinho leva menos tempo para chegar no deslocamento final comparado ao mesmo estando em um ângulo de 10°.