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FÍSICA I Atividade experimental III– Encontro de dois móveis em movimento retilíneo uniforme (MRU) Professor: Robson Florentino de Lima 1 - Objetivos gerais Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de: 1.1- Calcular a velocidade de um móvel em MRU; 1.2- Escrever a função horária de um móvel em MRU; 1.3- Estabelecer um sistema de equações para o encontro de dois móveis que partem simultaneamente um de encontro ao outro, na mesma trajetória; 1.4- Resolver o sistema de equações que determina o instante e a posição de encontro de dois móveis que se cruzam na mesma trajetória; 1.5- Traçar, em um mesmo par de eixos, o gráfico da posição versus tempo para dois móveis que se cruzam; 1.6- Determinar gráfica e numericamente o instante e a posição em que se cruzam dois móveis em MRU na mesma trajetória; 2 - Material necessário: 2.1- Plano inclinado; 2.2- Um imã; 2.3- Cronômetro. 3 – Introdução teórica: Uma questão relativamente freqüente é a que solicita a determinação do local de encontro de dois móveis. O encontro ocorre quando os dois móveis estiverem na mesma posição do referencial, no mesmo instante de tempo. Em termos matemáticos isso nos leva a criar um sistema de equações com as funções horárias dos móveis. A solução deste sistema linear fornece a posição e o instante do encontro dos dois móveis. Em um gráfico posição versus tempo, as coordenadas do ponto de cruzamento das retas que representam as funções horárias dos movimentos identificam a posição e o instante em que os móveis se encontram. 4 - Procedimento experimental: 4.1- Eleve o plano 15° acima da horizontal; 4.2- Com o auxílio do ímã, posicione a esfera na marca x0 = 0 mm; 4.3- Libere a esfera, ligue o cronômetro e pare-o quando a esfera passar pela marca x = 400 mm. Anote na tabela 1 a posição ocupada pelo móvel, o tempo transcorrido e suas respectivas incertezas experimentais. (meça 5 vezes e tire a média para cada experimento para poder minimizar o erro experimental) 4.4- Calcule a velocidade média da esfera no percurso entre 0mm e 400mm. 4.5- Prepare o cronômetro e incline o conjunto (plano inclinado), fazendo com que a bolha de ar vá para a posição 400mm. Torne a apoiar o conjunto na mesa, cronometre e acompanhe o movimento da bolha até a posição 0mm. Anote os dados na tabela 1; 4.6- Para o movimento uniforme define-se uma função horária (função movimento) expressa por: x(t)=x0+vt, onde está implícito que t0=0s. Identifique os parâmetros dos movimentos da esfera e da bolha e escreva suas funções movimento; 4.7- Usando as funções movimento da esfera e da bolha calcule o instante de tempo e a posição em que elas irão se encontrar; 4.8- Utilizando os dados da tabela 1, trace em um mesmo par de eixos, em um papel milimetrado, o gráfico das funções horárias da esfera e da bolha (identifique-as). 5 – Responda as questões seguintes: 5.1 – Qual o significado físico das coordenadas do cruzamento das duas retas representativa dos movimentos? 5.2 – Sua observação experimental coincide com resultado previsto utilizando as funções movimento? Represente (no gráfico) o resultado obtido experimentalmente e a previsão obtida através das funções movimento em um mesmo segmento de reta. Compare os valores teórico com o experimental. Tabela 1 Móvel Posição ocupada x0 (mm) Posição final x (mm) Deslocamento Δx (mm) Intervalo de tempo Δt (s) Velocidade média v=Δx/Δt (mm/s) Esfera Bolha
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