MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)

RESUMO

O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado ocorre quando um corpo se desloca ao longo de uma trajetória retilínea, e com uma aceleração constante. Ou seja, o corpo apresenta sempre a mesma variação de velocidade a cada segundo. Neste relatório foram apresentados os valores medidos de ∆S, ∆t e as respectivas velocidades médias de cada ∆S, propagando o erro médio devido à ∆S e ∆t no cálculo da velocidade média. Através desses dados foi determinada a aceleração do corpo e suas respectivas incertezas.

INTRODUÇÃO

Movimento Retilíneo é quando o movimento ocorre em apenas uma dimensão, ou seja, movimento unidimensional. O movimento retilíneo é aquele movimento em que o corpo ou ponto material se desloca apenas em trajetórias retas, sendo assim, sua velocidade se mantém constante ou a variação da velocidade ocorre somente em módulo (força), nunca em direção. A aceleração, caso venha a variar, irá variar apenas em módulo e nunca em direção. [1]

Diferentemente do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), demonstra que a velocidade varia uniformemente em razão ao tempo. O Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) pode ser definido como um movimento de um móvel em relação a um referencia ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é sempre constante. Diz-se que a velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais. No MRUV a aceleração média assim como sua aceleração instantânea é igual. [2]

Neste relatório será abordado um estudo do Movimento Retilíneo Uniformemente variado ou MRUV em um plano inclinado, através de experimento realizado em laboratório, envolvendo um Trilho de AR e um corpo qualquer (um Carrinho experimental) o qual visa à observação e estudo do comportamento de tal movimento de forma prática. [1]

O trilho de ar 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 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. [3]

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. [3]

Ao decorrer do tempo, a partícula sofre uma alteração de velocidade (aceleração ou desaceleração) uniforme em períodos de tempos constantes. No MRUV temos que a velocidade escalar aumenta (aceleração positiva) ou diminui (aceleração negativa) no decorrer do tempo. Essa aceleração é constante em intervalos de tempos iguais. [1]

O experimento esta representado na figura a seguir, que se trata de um corpo de massa m, submetido a uma força gravitacional, num plano inclinado de angulação de 5º neste experimento em estudo.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Determinação do módulo da velocidade escalar, propagando o erro médio devido à ∆S e ∆t, também determinar a aceleração do móvel e ainda rever os conceitos básicos relacionados a movimentos, tais como: posição, velocidade e aceleração, obtendo a posição em função do tempo do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado.

Objetivos Específicos:

Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniformemente variado em um objeto móvel;

Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar inclinado;

Determinação da velocidade média e aceleração de um móvel através das medições de deslocamentos e intervalos de tempo;

Elaborar uma tabela com os valores medidos de ∆S, ∆t e suas respectivas velocidades médias de cada ∆S, propagando o erro médio devido à ∆S e ∆t no calculo da velocidade média;

Traçar dois gráficos com o auxilio da tabela que será elaborada. Um de S em função de t e outro de V em função de t. Aplicar o Método dos Mínimos Quadrados para o traçado da “melhor reta” nos gráficos de S x t e V x t, assim encontrando os valores do coeficiente linear e angular e também a equação da reta para cada gráfico.

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais Utilizados:

Colchão de ar Linear;

Carrinho deslizante para Trilho de ar;

Controlador de Fluxo de Ar;

5 Sensores de fotoelétricos;

Cronometro Digital;

Esquema experimental:

Um colchão de ar é composto por um trilho de ar e um carro. Ficam dispostos sobre a parte superior do trilho 4 sensores do cronometro, distribuídos em distancias determinadas pelo experimentador.

Trilho de Ar: Trata-se de um perfil retangular com superfície em formato triangular, que possui vários furos de diâmetros iguais e espaçamentos iguais entre si de (20 mm), que permite a saída de ar de forma bem distribuída, possuindo uma base plana, e sem irregularidades. Este equipamento é projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o um corpo (Carrinho) se desloque sobre um jato de ar comprimido, o que elimina o contato direto entre o corpo e o Trilho no qual ele desliza, porém ele apenas minimiza o atrito e não elimina 100% o atrito.

Gerador de Fluxo de Ar: dispositivo que tem por finalidade gerar um fluxo de ar controlado, que quando acoplado ao trilho de ar possibilita elevar o carrinho do trilho, assim diminuir o atrito do corpo projetado para deslizar sobre o mesmo.