Movimento Circunferencial Uniforme

Movimento Circunferencial Uniforme

Resumo referente ao experimento da aula prática da disciplina Física Geral e Experimental II, da Universidade Católica do Salvador, ministrado e orientado pelo Prof. Edvalter Souza Santos.

Salvador

2014

Foi realizado nos dias 09/08 e 16/08/2014, a experiência para comprovar o postulado do MCU acima mencionado.

Na aula teórica, aprendemos que o Movimento Circular Uniforme (MCU) ou também conhecido como Movimento Circunferencial Uniforme acontece quando uma partícula está em movimento circular uniforme num dado referencial quando se movimenta sobre uma circunferência com velocidade linear de módulo constante.

Para a realização da experiência, utilizamos um cronômetro e um aparelho rotativo canquerine (com fonte de alimentação), demostrado na imagem a seguir:

No primeiro dia, iniciamos a experiência, convertendo de cm para metros, os valores que estavam registrados na circunferência, sinalizados como dois pontos (A e B) e assim obtivemos dois raios diferentes: A= 0,05 cm e B= 0,10 cm

Em seguida ligamos o aparelho a uma velocidade constante, cronometrando o tempo que ele levava para completar vinte voltas, repetimos este procedimento três vezes e dessa forma, identificando o t¹, t2 e t3 com valores de 25,75s, 25,45s, 25,29s, respectivamente. Com a obtenção desses valores, somamos os três e dividindo a soma pela quantidade de valores (03), calculamos o tm (tempo médio) que totalizou em 18,99s.

O tempo levado pelo disco para percorrer uma vez a sua trajetória é o período (T) do movimento. O número de voltas dadas pelo disco na unidade de tempo é a frequência (f) do movimento. Assim, o próximo passo foi acharmos o período (T) através da fórmula: tm/20, em que tm representa o tempo médio e 20 a quantidade e voltas, totalizando 0,94s. Bem como a frequência, que é obtida através da seguinte fórmula: .

O ângulo descrito pela linha que une a borda do disco ao centro da trajetória define a velocidade angular. O módulo dessa velocidade angular é dado pelo cociente do ângulo descrito (em radianos) pelo intervalo de tempo correspondente. Assim, calculamos a velocidade angular através da fórmula

.

Sabendo que o módulo da velocidade linear é definido como a distância percorrida sobre a trajetória dividida pelo intervalo de tempo levado para percorrê-la. Assim, consideramos como intervalo de tempo o período e levamos em consideração que o vetor velocidade linear é sempre tangente à trajetória, dessa forma calculamos a velocidade tangencial (Vt) com a seguinte fórmula:

.

Já na segunda aula, aprendemos a calcular a aceleração radial (arad)

.

Tais dados estão expostos na tabela a seguir e comprovados em folhas anexas.

Raio t¹20 (s) t220 (s) t320 (s) tm20 (s) T (s) ƒ (Hz)

Vt arad

A 0,05 20,28 18,64 18,05 18,99 0,94 1,06 6,65 0,33 2,17