ENGENHARIA DE PRODUÇÃO FÍSICA BÁSICA EXPERIMENTAL I

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS

CENTRO DE ENGENHARIAS

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

FÍSICA BÁSICA EXPERIMENTAL I

RENAN MENDES DE AMORIM

                

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO DE

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

Pelotas, 10 de Setembro de 2015.

Resumo

O movimento retilíneo uniforme (MRU) é caracterizado pela uniformidade de espaços em intervalos de tempos iguais, o que implica em uma velocidade constante. Neste experimento simulou-se o deslocamento de um móvel sobre um trilho de ar projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto entre a superfície do trilho e a superfície do móvel, chamado de carrinho. Ao todo se obteve 20 marcas na fita termo sensível, através da interpretação dos dados e desenho do gráfico pode-se constatar que a velocidade média é constante e que se trata de um MRU.

1. Introdução

O movimento retilíneo uniforme (MRU) é caracterizado pelo fato da velocidade ser constante, ou seja, o móvel percorre uma trajetória retilínea com distâncias iguais em tempos iguais, apresentando uma velocidade escalar constante.

De acordo com a primeira Lei de Newton, uma partícula que esteja em MRU permanecerá com este tipo de movimento, a menos que uma força externa atue sobre a mesma.

Como em um MRU a velocidade escalar é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo no movimento uniforme, a velocidade escalar média é igual a instantânea:

[pic 1]

Neste experimento investigou-se os movimentos de uma partícula, utilizando-se o trilho de ar, o qual é projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o corpo se desloque sobre um jato de ar comprimido, o que elimina o contato direto entre o corpo e a superfície do trilho, no qual ele desliza. O corpo que desliza sobre o colchão de ar é chamado aqui de carrinho. Ao longo do trilho existem pequenos orifícios regularmente distribuídos por onde sai o ar comprimido fornecido por um gerador de fluxo de ar. Portanto o colchão de ar manterá o carrinho "flutuando" permitindo o seu movimento com um atrito muito reduzido. Para investigar o movimento de uma partícula sujeito a uma resultante de forças nula, nivela-se o trilho de ar, situação na qual o peso do carrinho deslizante (a partícula) é contrabalançado pela força normal proporcionada pelo jato de ar. Nesta situação a resultante das forças ao longo da direção de movimento da partícula, a força de atrito, é bastante minimizada. Em contrapartida, o movimento de uma partícula sob ação de uma força constante.

Desta forma, o objetivo deste experimento é estudar o movimento de um corpo sob ação de uma força conhecida, na ausência de atrito, e verificar a velocidade média de um móvel com MRU, determinando a equação do MRU realizado no experimento.

1. Procedimento experimental

 O procedimento consiste em utilizarmos um colchão de ar linear montado, onde primeiramente regulou-se o tempo de disparo do centelhador para 100ms, após adicionou-se uma massa de 50g a cada lado do carro (carrinho para colchão de ar), que a partir de agora está denominado de móvel, também verificou-se o correto posicionamento da fita termo sensível.

Posteriormente ligou-se o fluxo de ar e o móvel foi colocado em contato com o disparador manual, executou-se uma largada de teste empurrando o carro contra a mola e soltando-o em seguida.

Para a realização do ensaio ligou-se a chave geral do centelhador, pressionou-se o botão de segurança “disparador” do centelhador e impulsionou-se o móvel contra a mola, dando assim a largada, manteve-se o botão pressionado enquanto o carro esteve em movimento de ida, o qual foi liberando quando o móvel tocou na mola de fim de percurso. Desligou-se a chave geral do centelhador, removeu-se a fita termo sensível e após realizou-se as medições do espaço percorrido.

1. Resultados

Na Tabela 1 visualizam-se os resultados obtidos através do experimento, para os N valores de posição (x) e tempo (t), obtidos a partir das marcas registradas no papel termos sensível. Os módulos do deslocamento (Δx) e do tempo (Δt) foram calculados da seguinte forma:

[pic 2]

[pic 3]

Para posterior cálculo da velocidade média de cada intervalo através da equação abaixo:

[pic 4]

Tabela1 – Repetições do experimento

Nº	t (s)	x (m)	Δx (m)	Δt (s)	Vm (m/s)
1	0,1	0
2	0,2	0,035	0,035	0,1	0,35
3	0,3	0,069	0,034	0,1	0,34
4	0,4	0,104	0,035	0,1	0,35
5	0,5	0,138	0,034	0,1	0,34
6	0,6	0,175	0,037	0,1	0,37
7	0,7	0,207	0,032	0,1	0,32
8	0,8	0,242	0,035	0,1	0,35
9	0,9	0,276	0,034	0,1	0,34
10	1,0	0,308	0,032	0,1	0,32
11	1,1	0,343	0,035	0,1	0,35
12	1,2	0,377	0,034	0,1	0,34
13	1,3	0,409	0,032	0,1	0,32
14	1,4	0,443	0,034	0,1	0,34
15	1,5	0,478	0,035	0,1	0,35
16	1,6	0,511	0,033	0,1	0,33
17	1,7	0,544	0,033	0,1	0,33
18	1,8	0,575	0,031	0,1	0,31
19	1,9	0,61	0,035	0,1	0,35
20	2	0,642	0,032	0,1	0,32