MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORMEMENTE VARIADO

MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORMEMENTE VARIADO

UNIFORMLY VARIED RECTILINEAR MOTION

Emerson Francisco Venâncio da Costa

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Ericson Santana de Assis

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Orientadora: Juliana Nunes Oliveira Pinto

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RESUMO

Este artigo descreve o experimento de física realizado em laboratório com o intuito de estudar o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) por meio de medições de espaço e tempo de um móvel. Utilizou-se um plano inclinado articulável com escala de 0º a 45º e a inclinação do aparelho utilizada foi de 2º, no qual uma esfera de aço percorria o trilho do plano inclinado com velocidade variável em função do tempo devido a grandeza chamada aceleração que é constate e principal característica do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. Foram realizadas medições e com os devidos cálculos, levando em consideração a margem de erro, foi possível calcular a velocidade média de um móvel, prever a posição futura a ser ocupada, caracterizar o movimento MRUV, reconhecer que a aceleração é função ângulo de inclinação do plano inclinado e construir e analisar gráficos de grandezas físicas, relacionando “velocidade x tempo” e “posição x tempo”.

Palavras-chave: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado. Velocidade. Posição. Tempo. Aceleração.

ABSTRACT

This paper describes the physics experiment carried out in the laboratory in order to study the Uniformly Varied Retilinear Motion (MRUV) by means of space and time measurements of a piece of furniture. A tilted hinged plane with a scale of 0 ° to 45 ° was used and the inclination of the apparatus used was 2 °, in which a steel sphere traveled the inclined plane rail with variable speed as a function of time due to the quantity called acceleration that is constant and main characteristic of Uniformly Varied Rectilinear Motion. It was possible to calculate the average speed of a piece of furniture, to predict the future position to be occupied, to characterize the MRUV movement, to recognize that the acceleration is a function of the angle of inclination inclined plane and construct and analyze graphs of physical quantities, relating "velocity x time" and "position x time".

Keywords: Uniformly Varied Rectilinear Motion. Speed. Position. Time. Acceleration.

1        INTRODUÇÃO

Neste trabalho serão estudados os movimentos descritos por uma esfera a partir de posições predefinidas sobre o trilho milimetrado de um equipamento, formando um plano elevado 2º acima da horizontal e um cronômetro.

Para tal estudo serão realizados experimentos que hoje são possíveis devido aos estudos de mecânica feitos por Isaac Newton com a ajuda de Galileu, que criou as três leis de Newton. A primeira Lei de Newton é o resumo das ideias de Galileu com o método experimental e verificou nas experiências o movimento retilíneo uniforme - que não tem ação de força. Galileu afirma que nesse movimento a velocidade é constante e diferente de zero em todo o percurso de um corpo e a aceleração é nula.

A segunda lei de Newton afirma que, se a força resultante sobre um corpo não é nula, sua velocidade varia, portanto, o corpo tem aceleração, que caracteriza o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) que é aquele cujo móvel percorre uma trajetória retilínea com uma velocidade variável e diferente de zero e sofre uma aceleração constante, que justifica o termo uniformemente variado.

A aceleração é a grandeza que utilizamos para medir a variação da velocidade, quando dizemos que um corpo tem aceleração de 10 m/s2, estamos dizendo que em cada segundo de movimento, a velocidade muda de 10m/s conhecendo posição, velocidade e aceleração, o movimento de um corpo é complemente determinado, podendo ainda ser classificado como acelerado, quando o módulo da velocidade aumenta ou retardado, quando o modulo da velocidade diminui, ambos no decorrer do tempo.

A aceleração é determinada pela fórmula:  em que  representa a variação da velocidade e  o intervalo de tempo gasto.[pic 1][pic 2][pic 3]

Para a função horária do MRUV, define-se uma função horária da posição, expressa por:  em que  e  representam a posição final e inicial ocupadas respectivamente pelo móvel.[pic 4][pic 5][pic 6]

A equação da função horária do MRUV se comporta como uma função do segundo grau, do tipo . O gráfico da variável y em função da variável x é uma parábola, cuja letra “a” representa o coeficiente angular e a letra “b” - coeficiente linear. Se comparar as duas expressões e elaborar um gráfico da função  na vertical versus a variável  na horizontal, também encontraremos uma parábola, cujo coeficiente angular é a aceleração e o coeficiente linear é a velocidade inicial do móvel.[pic 7][pic 8][pic 9]

Com a mesma equação da função horária e com os dados recolhidos em experimento também é possível determinar o instante e a posição de encontro de dois móveis com sentidos opostos.

Uma das maneiras de representar o deslocamento em função do tempo é através de gráficos. Esses gráficos são chamados de diagramas de deslocamento versus tempo () onde encontramos uma parábola. Também é possível representar através de gráfico (diagramas) a velocidade versus tempo () que se resultará em uma reta constante, visto que a aceleração se mantém igual em todo o trajeto.[pic 10][pic 11]

Com as informações extraídas dos experimentos em laboratórios e com a fundamentação teórica sobre MRUV tem-se como objetivo verificar a veracidade do assunto, no qual os gráficos devem se aproximar de uma parábola e uma reta na prática, observando o comportamento da esfera no equipamento em determinado tempo. Utilizando-se gráficos construídos após cálculos realizados, cientes da margem de erro.

2        FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1        CONCEITUAÇÃO

Para conseguir realizar os experimentos é necessário saber os conceitos que os envolvem. O primeiro conceito essencial é o de Movimento Retilíneo Uniformemente Variado que é o movimento que um móvel percorre em uma trajetória retilínea com uma aceleração constante e velocidade variável, de modo que o móvel percorra variações constantes de distâncias em iguais intervalos de tempo.