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Objetivos: 1- Calcular a velocidade da esfera utilizando do tempo e distância obtidos a cada Nota de Relatório: ______________ ASSINATURA DO PROFESSOR Assinatura do Professor IES: IESAN- FACULDADE ESTÁCIO CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA BACHARELADO PROFESSOR: RUY GUILHERME CASTRO DE ALMEIDA DISCIPLINA: FÍSICA TEORICA EXPERIMENTAL - MECÂNICA: RELATÓRIO TURMA: 3001 ALUNO (A): CARLOS RENATO PINHEIRO MARQUES DATA: 20/04/2021 MATRÍCULA: 202103461344 Introdução Dizemos que um objeto está se movimento quando este, ao longo do tempo, muda sua posição em relação ao observador. Essa relação de deslocamento e tempo de deslocamento chamamos de velocidade. Se, ao longo do tempo, este corpo continua se movendo com a mesma velocidade, falamos que seu movimento é uniforme. Assim, a cada intervalo igual de tempo, seu deslocamento espacial será o mesmo. Assim, movimento retilíneo uniforme (MRU) é descrito como um movimento de um móvel em relação a um referencial, movimento este ao longo de uma reta de forma uniforme, ou seja, com velocidade constante. V = ΔS/Δt Sabendo que, para haver o movimento, as duas constantes (variação de espaço e variação de tempo) são diferentes de zero Variação de espaço (ΔS): diferença entre a posição ocupada pelo objeto no instante final (Sf) de observação e no instante inicial (Si) ΔS = Sf – Si Variação de tempo (Δt): diferença entre o instante final (tf) de observação no instante inicial (ti) Δt = tf – ti A velocidade calculada dessa forma é chamada de velocidade média porque entre o intervalo de tempo usado, a variação do espaço pode ocorrer deformas diferentes do final ou do inicial. Descrição experimental Para calcularmos a velocidade da esfera, primeiro precisamos obter os resultados da distância e tempo. Após isso, poderemos fazer os gráficos com as informações pedidas. Nível bolha: É utilizado para alinhar o plano inclinado. Fuso elevador: Usado para regular a angulação do plano inclinado no qual o corpo de prova irá percorrer. Ímã: É utilizado para movimentar a esfera e posicioná-la dentro do tubo antes de começar o ensaio. Cronômetro: É utilizado para medir o tempo que o corpo de prova leva para percorrer o trajeto determinado. Esfera: Está localizada dentro do tubo para a prática de MRU. Fonte de energia: É utilizada para ligar o cronômetro. Disparador: Está associado ao cronômetro e determina os intervalos em que a esfera percorre os pontos de medida da escala do sistema de MRU. Sistema MRU: Composto por um tubo com água e uma esfera metálica em seu interior. Tendo os materiais anteriormente ditos, devemos seguir os seguintes passos: 1- Montar todo o equipamento (trilho, cronômetro e controle do eletroímã) com cuidado e atenção aos cabos conectados, verificar se o cronômetro está zerado, se o trilho está posicionado em um local plano e se os sensores estão funcionando atravessando algo físico através deles e confirmando se o tempo segue no cronômetro; 2- Medir a distância entre os dois sensores utilizando uma trena ou a própria fita métrica plana do trilho (é aconselhável usar o primeiro sensor na origem e utilizar da fita métrica para se medir a distância entre os sensores para que os cálculos fiquem mais simples de serem feitos); 3- Ligar o eletroímã e posicionar a esfera no mesmo; 4- Desligar o eletroímã e deixar com que a esfera corra sobre o trilho; 5- Recolher o valor obtido no cronômetro do tempo que a esfera levou para efetuar a passagem nos dois sensores (refazer o experimento com a mesma distância ao menos uma vez para conferir se há alguma variância de tempo); 6- Fazer o cálculo da velocidade utilizando-se da distância (única se apenas um experimento for feito ou média aritmética caso o experimento seja refeito) entre os sensores, juntamente com o tempo da passagem da esfera nos mesmos; 7- Resetar o cronômetro para que o próximo experimento seja feito; 8- Repetir o processo quatro vezes (ou mais) alternando a distância entre os sensores para que se obtenha uma variação de distância e tempo. Δt Sabendo que, para haver o movimento, as duas constantes (variação de espaço e variação de tempo) são diferentes de zero. Variação de espaço (ΔS): diferença entre a posição ocupada pelo objeto no instante final (S f ) de observação e no instante inicial (S i ). ΔS = S f − S i Variação de tempo (Δt): diferença entre o instante final (t f ) de observação e no instante inicial (t i ). Δt = t f − t i Resultados das medidas e cálculos Velocidade de uma esfera em diferentes pontos do trilho: Obs: A distância inicial assim como o tempo (inicial) foi dado como 0, logo utilizamos a fórmula: v = x / t ao invés de v = Δs /Δt para economizar tempo 1) x = 17,8 cm t1 = 0,266 s e t2 = 0,266 s tmédio = 0,266 s v = 17,8/0,266 = 66,9cm/s 2) x = 23,4 cm t1 = 0,350 s e t2= 0,348 s tmédio = 0,349 s v = 23,4/0,349 = 67,1cm/s 3) x = 25,1 cm t1 = 0,415 s e t2 = 0,416 s tmédio = 0,416 s v = 25,1/0,416 = 67,6 cm/s 4) x = 33,1 cm t1= 0,492 s e t2= 0,493 s tmédio = 0,493 s v = 33,1/0,493 = 67,1 cm/s 5) x = 39,8 cmt 1 = 0,590 s e t2 = 0,591 s tmédio = 0,591 s v = 39,8/0,591 = 67,3 cm/s x = distância t = tempo v = velocidade Imagem 1: gráfico da variação da distância que a esfera percorreu em relação ao tempo decorrido. Imagem 2: gráfico da variação da velocidade da esfera em relação ao tempo decorrido. Conclusão Através dos cálculos e dos gráficos é possível observar que quando um corpo realiza um movimento retilíneo uniforme a sua velocidade sofre muito pouca variação. Esta pouca variação ocorre por causa das condições em que o experimento foi realizado, pois, qualquer fator externo pode influenciar o movimento feito pela esfera. Alguns fatores causadores de possíveis influências na velocidade da esfera são: pequenos movimentos na mesa em que o equipamento estava; o posicionamento do trilho também pode ter influência, pois a mesa não era totalmente plana; e pequenas variações na medida do tempo causadas pelo cronômetro. Foi possível observar que a rampa sobre a qual a esfera estava posicionada antes de ser lançada teve pouca influência sobre o movimento da esfera, servindo apenas para dar um impulso inicial. Também é possível observar, através da imagem 2, que a aceleração que a esfera sofreu ao realizar o movimento está bem próxima de zero, logo a aceleração pode ser considerada igual à zero. Através deste experimento foi possível comprovar que um corpo que realiza um movimento retilíneo uniforme possui velocidade constante e também que sua aceleração é igual
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