Neste Experimento da Cinemática Investigam

MRVU INTRODUÇÃO Neste experimento da cinemática investigam-se os movimentos unidimensionais de uma partícula, o movimento retilíneo uniforme e movimente retilíneo uniformemente variado utilizando-se o colchão de Ar Linear. Esse tipo de equipamento 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. 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 é obtido inclinando-se o trilho de ar em relação a horizontal, de modo que o carrinho desça por ele sob a ação da componente da força gravitacional, no carrinho, ao longo da direção do trilho. 1. OBJETIVOS Este experimento tem como objetivo a determinação do módulo da velocidade escalar e da aceleração do móvel e ainda rever os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obter a dependência da posição em função do tempo dos movimentos MRU e MRUV. Após o experimento teremos condições de: • Estudar as características físicas do movimento retilíneo uniforme (MRU) e de suas equações matemáticas; • Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar; • Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniformemente variável em um objeto móvel; • Determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro; • Determinação da velocidade média de um móvel através de medições de deslocamentos e intervalos de tempo; • Verificar que a velocidade média para deslocamentos iguais é igual à velocidade média para deslocamentos não iguais, para um móvel com movimento retilíneo e uniformemente variável. 2. NORMAS TÉCNICAS PERTINENTES Para este ensaio não foi encontra nenhuma norma técnica da ABNT, apenas tomamos como referêncial, livros técnicos e publicações de algumas Universidades Federais. 3. EQUIPAMENTOS Colchão de Ar Linear; Gerador de fluxo de ar; Carrinho deslizante; Cronômetro Digital; 5 Sensores fotoelétricos; Calço de madeira para inclinação do trilho de ar Cronômetro ou similar e uma Régua milimétrica de 300mm2. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Foi colocado o calço de madeira debaixo do colchão de ar, dando assim uma inclinação de 5º e 10º graus. Os sensores (S0,S1,S2,S3 e S4) ficaram a uma distância de 18cm um para o outro. Após o lançamento do carrinho na horizontal e com a inclinação de 5º, obtivemos os seguintes tempos: T0 a T1: 00,624s T0 a T2: 00,903s T0 a T3: 01,113s T0 a T4: 01,295s T1 a T2: 00,279s T2 a T3: 00,210s T3 a T4: 00,181s Tempos obtidos com a inclinação de 10º: T0 a T1: 00,445s T0 a T2: 00,643s T0 a T3: 00,792s T0 a T4: 00,921s T1 a T2: 00,198s T2 a T3: 00,148s T3 a T4: 00,128s Fórmulas ou Equações: No Muv a aceleração do corpo é constante, dessa forma podemos escrever as equações como: a= , V= vo+at S= so + vot + at² V2= Vo +2a ∆S (Equação de Torricelli) Cálculos: Sensor 0 a 1 V= S1-So : T1-T0 V= 0,18-0 : 00,624-0= 0,288 m/s a=∆V:∆t a= 0,288 – 0 : 00,624 – 0= 0,462 m/s2 Sensor 0 a 2 X x t=0,36 x 00,903= 0,325m/s a=0,36 - 0 : 00,903 – 0 = 0,398 m/s2 Sensor 0 a 3 X x t=0,54 – 0 : 01,113 – 0= 0,485m/s a=0,485 – 0 : 01,113 – 0= 0,435m/s2 Sensor 0 a 4 X x t=0,72 – 0 : 01,295 – 0= 0,555m/s a=0,555 – 0 : 01,295 – 0= 0,428m/s2 S= S0+V0T+ a T² S=0,18+ 0,288+ 0,462:2x (00,624)²= 5. Procedimento Foi colocado sobre a barra de ar 5 sensores(S0,S1,S2,S3,S4) uma distância de 18 cm um para o outro. Elevamos a barra de ar as alturas de 5o e 10o, após obtermos os tempos em segundos, e convertendo suas distâncias de cm para m(No SI) conseguimos os seguintes valores acima. 6. Gráficos 6.1 Gráfico V x T GRAFICO 5. Velocidade X Tempo MRUV Quando construímos o gráfico VxT no MRUV, a área sob o gráfico é fisicamente interpretada como sendo o espaço percorrido pelo móvel (∆s) Agora pegando o ponto (t,v) = (x,y) = (1,075;0,558) e o coeficiente angular da reta y = ax + b, onde b é o coeficiente linear, temos: Comparando o valor encontrado de b, percebemos que o coeficiente linear é igual a vo(velocidade inicial) que temos na tabela de dados. Sendo assim vamos escrever a equação da velocidade do MRUV, que é V = Vo + at Gráfico a x t 6.2 6.3 7. CONCLUSÕES No MRUV podemos comprovar através da inclinação da reta do gráfico S x T, que o seu coeficiente angular é a aceleração e que permanece constante ao longo do tempo também concluímos que o espaço percorrido pelo móvel pode ser calculado através do gráfico V x T. já a velocidade pode ser encontrada com a área gráfico a x t. Os resultados encontrados em nosso experimento foram bons, pois apesar dos valores que serviram para preencher as tabelas não ser exatamente iguais, eles foram satisfatórios na hora de efetuar cálculos, (de velocidade, aceleração, etc) e montar gráficos que nos ajudaram a fazer a demonstrações necessárias e esperadas à objetivo do experimento. Blibliografia: Disponível em: http://www.brasilescola.com/fisica/introducao-cinematica.htm . Acesso em: 15Maio de 2013. As 1:03 h. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20042/Luciano/cinematica.html . Acesso em: 15Maio de 2013. As 1:03 h. Disponível em: http://www.professorguilherme.net/aprenda_fisica_arquivos/01%20mecanica/01%20cinematica/movimento LANÇAMENTO HORIZONTAL O experimento tem como principal objetivo pôr em prática algumas idéias que foram vistas em sala de aula acerca do conteúdo de lançamento horizontal de projéteis, através de experimentos voltados para tal conteúdo. Introdução teórica No decorrer do nosso dia dia, vemos que objetos se movimentam no ar, após serem lançados, ou mesmo quando caem de algum lugar. Observando isso, percebemos que, independente da força inicial aplicada ao objeto, da altura na qual ele se encontra, ou da velocidade no instante de queda, no movimento obliquo,uma das componentes da aceleração a que um corpo está submetido é voltada para o centro da Terra. Mas, como esses pontos influenciam na queda ou no deslocamento de um projétil que rola? Iniciamos agora um novo tema da Física, que é de grande aplicabilidade nos dias atuais, o rolamento. Tais aplicações são vistas nos automóveis, nas engrenagens, nas bolas de boliche, no ioiô, entre outros objetos. Os conceitos de rotação e translação vêm juntos e, dessa forma, todas as equações que estudamos e vimos até agora são a junção desses dois tipos de movimentos. Materiais utilizados Para a realização desse experimento foram usados os seguintes materiais: Régua: Utilizada para medir a distância entre o ponto inicial e o alcance da esfera; Tripé: Base onde se encaixou a haste; Conjunto de Mecânica Arete II: é uma plataforma com uma rampa de madeira acoplada. Essa rampa possui, por sua vez, uma canaleta, que é de onde serão efetuados os lançamentos; Esfera Metálica: É o objeto que será lançado para análises; Papel Carbono: Usado para medir o alcance da esfera, marcando os pontos de onde a mesma batia; Papel ofício folha A4(onde a esfera batia na mesa); Fita Adesiva: Utilizada para fixar a folha de ofício na mesa. TABELA DE DADOS. H ( m ) Alcance( m ) Tempo de queda(s) 0,25 0,30 0,35 0,40

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