O Estudo Do Movimento Linear: Análise Do Movimento Uniforme

 IFFluminense campus Cabo Frio: Mecânica Geral Experimental                                                          

O estudo do movimento linear: análise do movimento uniforme

IFFluminense campus Cabo Frio.

 Engenharia Mecânica

Data de execução do experimento: 24/03/2023; Data de entrega do artigo: 14/04/2023

Resumo

Em suma o experimento de movimento uniforme propõe cálculos sobre o deslocamento de um móvel em linha reta com velocidade constate percorrendo espaços iguais em intervalos de tempo iguais, mas com angulação diferente na sua execução foi necessário a utilização de um cronometro, um instrumento que simula uma rampa e um imã para garantir que a esfera dentro do tubo com água saia da posição 0 e com velocidade inicial 0, permitindo a coleta de dados seja mais precisa sobre o tempo a qual a esfera chega em cada intervalo de tempo e depois qual o tempo que ela se encontra com uma bolha de ar que esta dentro do tubo com liquido. Com a coleta de dados do experimento podendo comparar com o valor teórico da fórmula de movimento uniforme dada e a precisão dessas medidas para isso se compara os dados teóricos da fórmula sendo possível chegar a dados bem próximos do ideal com incertezas e erros.

Palavras-chaves: Estudo do movimento; mru; cronometro

Introdução

O estudo do movimento uniforme e o movimento no qual a velocidade escalar varia uniformemente no decorrer do tempo. O movimente consiste por haver uma aceleração escalar constate e diferente de 0. Para estabelecer a função horaria característica da posição e do tempo. Com a função horaria e possível determinar a posição do corpo em qualquer instante de tempo, também podendo o ponto de encontro entre corpos.

S=S0+vt

(1)

Fórmula de MU da posição:         

S – Posição final

S0 – Posição inicial

V – Velocidade

T - Tempo

[pic 1]

(2)

v- velocidade media

ΔS – deslocamento

Δt – intervalo

Essas funções estabelecem como varia a velocidade escalar no percorrer do tempo no movimento uniforme, mostrando que em cada valor de T corresponde um único valor de V

Metodologia

Para o estudo do movimento linear foi utilizado:

•Uma montagem de plano inclinado, como a mostrada na figura 1. Esta montagem possui um tubo transparente contendo líquido, bolha de ar e uma esfera.

Incerteza instrumental de medida do ângulo: 0.5°

Incerteza instrumental de medida da posição: 2 mm

Com a inclinação da rampa presente na montagem é possível reproduzir MRU (movimento retilíneo uniforme) tanto da esfera quanto da bolha de ar presente no tubo.

Figura 1: montagem de plano inclinado kersting iii

Fonte: artigo exemplo[pic 2]

Figura 2: Montagem de plano inclinado kersting III  aproximada

Fonte: Cidepe

• Um cronômetro digital do celular[pic 3]

Incerteza instrumental: 0,01s

Utilizado para calcular o espaço de tempo que a esfera e a bolha de ar presentes no tubo demoraram de um ponto pré-determinado a outro.

Para determinar a função horaria da esfera:

Primeiramente, o ângulo de inclinação da rampa na montagem foi ajustado em 5°, utilizando o transferidor fixo na mesma. Com a ajuda de um imã a esfera foi solta e quando passou próximo da posição 0mm o cronômetro foi acionado e o tempo registrado toda vez em que ela passou por quatro posições da escala, já antes escolhidas. Isso foi feito com a rampa na posição de 15° e 25°. Em todos os casos o procedimento foi feito três vezes.

Para determinar a função horária do movimento da bolha de ar para o ângulo de inclinação de 5°:

Com as mãos a base da rampa foi inclinada para que a bolha de ar ficasse na parte próxima ao transferidor. De forma rápida após a base retornar para a horizontal e a bolha chegar próximo a posição 350mm o cronômetro foi ativado e o tempo registrado cada vez que a bolha passasse por três pontos escolhidos aleatoriamente. O procedimento foi feito mais duas vezes.

Para o ponto de encontro da esfera e a bolha de ar com inclinação de 5°:

Com as mãos a base da rampa foi inclinada e rapidamente colocada na horizontal, e com a ajuda do imã a esfera foi solta. No momento em que ambas se encontraram o tempo e a posição foram registradas. O procedimento foi feito três vezes.

Resultado da análise de dados

Angulação da esfera de 5,0º

Com dados coletados do experimento, calculamos e assim determinamos os valores médio e respectivas incertezas da função horaria do ângulo 5,0º como está na tabela 1.

Tabela 1: Tabela referente ao movimento da esfera inclinação de 5º

Posição(mm)	10	100	200	300	400
Tempo(s)	0,00	6,19	13,27	20,20	27,30
0,00	6,43	13,54	20,52	27,59
0,00	7,05	14,51	22,02	29,59
Média	0,00	6,55	13,77	20,91	28,16

Hipótese S0: 10mm                                                                                                                                   Fonte: Os Autores[pic 4]

Angulação da esfera de 15,0º