MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)

Universidade Federal de Goiás – Campus de Catalão

Departamento de Física

Laboratório de Física I (IFQ0079) - Turma D

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)

Catalão, 16/02/2017

1.INTRODUÇÃO 

A mecânica newtoniana pode ser aplicada ao estudo dos movimentos dos mais diversos objetos, logo um corpo que realiza um MRU e MRUV é regido pela primeira Lei de Newton. Ela enuncia que um corpo manterá seu estado de movimento com velocidade constante se nenhuma força agir sobre ele, ou seja, ou ele permanece em repouso ou em MRU. HALLIDAY (2008).

O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é um movimento cuja aceleração é constante, ou seja, a velocidade da partícula se torna maior com o progresso do tempo. Dessa forma, podem-se observar as seguintes equações para esse tipo de movimento:

 a =               a=              Considerando t0 =0 tem-se: v=v0 +a.t (1)[pic 3][pic 4][pic 1][pic 2]

Onde:

v: velocidade final;

v0: velocidade inicial;

a: aceleração;

t: tempo.

        Onde o esboço gráfico da função horaria da velocidade (v=v0 +a.t) em resulta em duas formas, quando a aceleração é negativa (a<0) o movimento é retardado e quando é positivo o movimento é acelerado (a>0) :[pic 5]

[pic 6]

[pic 7][pic 8]

         E a função horária do espaço (posição) é uma função de 2° grau dada por:(2) onde;[pic 9]

s: Posição final;

s0: Posição inicial;

v0: velocidade inicial;

t: tempo;

a: aceleração.

Onde e o gráfico da função desta função se dá por uma parábola que sua concavidade pode ser para baixo (a<0) ou para cima (a>0), esta é determinada através do sinal da aceleração. E para saber se o movimento é retardado (v<0) ou acelerado (v>0) esta é definida pelo sinal da velocidade. O Esboço gráfico da função horária da posição:

 [pic 10][pic 11]

[pic 12][pic 13]

2. Objetivos

Dessa forma, visto que através da Primeira Lei de Newton na qual um corpo só muda a sua velocidade (sofre aceleração) se uma força atuar sobre ele, o objetivo desse experimento é analisar e descrever o movimento MRUV através de um carrinho sobre um trilho de ar.

3.MATERIAIS UTILIZADOS

• Segue Abaixo a lista de materiais utilizados durante o experimento:
• Bobina de papel termos sensível;
• Carro para colchão de ar;
• Centelhador;
• Régua milimetrada;
• Colchão de ar com painel lateral com condutores elétricos;
• Conexão elétrica para o borne vermelho (Conectar Centelhador, Polo (-));
• Conexão elétrica para o borne vermelho (Conectar Centelhador, Polo (+));
• Extensão mecânica (Força exercida para o movimento MRU);
• Unidade geradora de fluxo de ar (Compressor de ar);
• Mangueira Flexível de ar (Diminuir atrito do carrinho com o colchão de ar);
• Suporte com mola (Nas extremidades do Colchão de ar);

[pic 14]

 

Figura 5 - Trilho de ar e suporte com mola

Fonte: Autoria própria

[pic 15]

Figura 6 – Carro para colchão de ar

Fonte: Autoria própria

[pic 16][pic 17]

Figura 7 – Centelhador, cabo e dispositivo de acionamento.

Fonte: Autoria própria

[pic 18]

Figura 8 - Unidade geradora de fluxo de ar e mangueira flexível de ar

Fonte: Autoria própria

[pic 19]

Figura 9 – Régua milimetrada e fita termo sensível

Fonte: Autoria própria

4.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para análise do MRUV foi colocado um carrinho, e amarrada uma corda no mesmo, sendo que na outra extremidade da corda tinha um suporte peso com massa de 50±0,01g. Logo, com a frequência ajustada de 50ms e a fita já anexada, após a tentativa de alinhamento do colchão de ar para que o carrinho permanecesse em repouso (não foi possível o total alinhamento), foi solto para realizar seu movimento e que os pontos pudessem ser obtidos na fita termo sensíveis a partir do dispositivo de acionamento do centelhador.

No experimento do MRUV, foram medidas 8 posições ao longo da fita, cada uma com intervalo de 50ms, além disso, foram pesadas a massa do carrinho e a massa do suporte com suas respectivas incertezas, e a determinação da velocidade pela equação 1, apresentados pela tabela a seguir:

Tabela 2- Relação velocidade e posição medidos em 50 ms, MRUV

mcarro= 202,7±0,01g; msuporte=50±0,01g; = 0,114 e = 10,22 [pic 22][pic 20][pic 21]

O cálculo da velocidade média (cm/ms) foi dado através da equação (3):

x	t(ms)	x(cm)	vm(cm/ms)
1	0	0	--
2	50	3,1	0,062
3	100	6,7	0,067
4	150	10,7	0,071
5	200	15,2	0,076
6	250	20,05	0,080
7	300	25,3	0,084
8	350	31,05	0,089