O Relatório Movimentos Retilíneos

LABORATÓRIO I – MOVIMENTOS RETILÍNEos

Resumo:

Os experimentos propostos no Laboratório de Física, abordaram com tema o MRU (Movimento retilíneo uniforme), e MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado). Foi utilizado na atividade um elemento deslizando sobre um trilho em associação com um compressor de ar que reduziu o atrito entre os objetos. Sensores ópticos captavam a passagem do elemento e enviava a informação à um Cronômetro que armazenava as informações. Realizaram-se dois experimentos, um com o trilho nivelado e outro com o trilho inclinado, calculando qual o ângulo de inclinação do segundo. Com base nos dados analisados, permitiu-se comprovar na prática aquilo que se era esperado em relação ao conhecimento teórico.

1. INTRODUÇÃO

A cinemática é apresentada como uma das grandes áreas da física. É provável que um dos Aristóteles (384-322 a.C.) foi um dos primeiros a fazer um estudo detalhado sore o movimento. Por não conseguir explicar e classificar tal movimento, ele conceituou algo mais abrangente, os movimentos naturais e violentos, que seriam, respectivamente movimentos dos átomos e movimentos causados por força externa. Com o desenvolvimento intelectual e tecnológico, novas teorias foram desenvolvidas e instituiu-se os conceitos conhecidos e lecionados hoje:

MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado) e MRU (Movimento Retilíneo Uniforme).

Através dos estudos de HALLIDAY, RESNICK, WALKER (1996), o MRU é o movimento com velocidade escalar instantânea constante e o MRUV é um movimento em que essa velocidade varia uniformemente com o tempo.

Como a velocidade escalar é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo no movimento uniforme, a velocidade escalar média (1) é igual à instantânea:

 (1)

De maneira semelhante, o MRUV é definido dizendo que o objeto se move em linha reta, com sua velocidade instantânea tendo variações iguais em intervalos de tempo iguais. Por isso, o gráfico da velocidade em função do tempo é uma reta. A aceleração (2) pode ser escrita:

 (2)

O experimento feito no dia 17/08/18 teve como objetivo analisar estes dois tipos de movimentos, observando a distância percorrida, o tempo medido e obtendo-se desta forma a velocidade. Os resultados obtidos permitiram comparar os dados obtidos através do experimento com as fórmulas aprendidas em sala de aula.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Materiais

Para realizar o experimento, foram utilizados os seguintes materiais:

Trilho de ar metálico de 2 metros de comprimento (Figura 1);

5 Sensores ópticos de passagem com suportes (Figura 1);

Elemento metálico de movimento para o trilho. (Figura 2);

Compressor de ar;

Paquímetro resolução 0,02 mm.

Cronômetro Multifuncional digital (EQ228A) com aquisição de dados. Fundo de escala de 99,9995s e precisão de 50µs. (Figura 3);

Calço de madeira (altura 23,34 mm) (Figura 4);

2.2 Modelo Metodológico

Primeiramente usou-se o trilho no plano nivelado da bancada onde foram dispostos os 5 sensores distantes (20,00 ± 0,03) cm um do outro. Para inicializar o experimento, o compressor de ar foi ligado para reduzir o atrito entre o elemento metálico e o trilho. Ao soltar o elemento no trilho, ele iniciava o movimento e ao passar pelo primeiro sensor a contagem no cronômetro digital se iniciava.

Depois de passar pelos sensores seguintes a diferença entre o primeiro e os próximos (2,3,4 e 5) era armazenada e depois visualizada no cronômetro. O experimento se deu cinco vezes e obteve-se uma média dos tempos de cada sensor para elaboração dos gráficos.

O mesmo foi repetido passo a passo com o trilho inclinado, onde se utilizou o calço de madeira no pé esquerdo do trilho, obtendo uma inclinação com ângulo de seno igual a (

A atividade foi realizada passo a passo novamente com o trilho inclinado, para isso colocou-se o calço de madeira no pé esquerdo do trilho, inclinando-o e obtendo um ângulo de inclinação com seno de (0,02310 ± 0,00005) mm.

2.3 Obtenção dos Dados

Os dados foram obtidos no dia 17/08/18 durante a manhã.

Tabela 1 – Tempos obtidos com o trilho nivelado.

P (cm) E1 E2 E3 E4 E5 tmédio

00,00 ± 0,03 0 0 0 0 0 0

20,00 ± 0,03 3,15890 2,82195 2,73275 2,91900 2,95030 2,91658

40,00 ± 0,03 5,64455 5,08440 4,99620 5,18630 5,46405 5,27510

60,00 ± 0,03 7,29550 7,02585 7,04830 7,19690 7,71750 7,35641

80,00 ± 0,03 10,2400 8,98015 9,17900 9,24295 10,15540 9,53430

Tabela 2 – Tempos obtidos com o trilho inclinado

P (cm) E1 E2 E3 E4 E5 tmédio

00,00 ± 0,3 0 0 0 0 0 0

20,00 ± 0,3 0,56455 0,56825 0,55960 0,56295 0,56660 0,56439

40,00 ± 0,3 0,98985 0,99610 0,98280 0,98780 0,99335 0,98998

60,00± 0,3 1,33940 1,34800 1,33200 1,33820 1,34445 1,34041

80,00 ± 0,3 1,65895 1,66945 1,65155 1,65890 1,66565 1,6609

Tabela 3 – Velocidade média nos intervalos de medição

Trilho Nivelado Trilho Inclinado

∆x (cm) ∆t (s) V(cm/s) ∆x (cm) ∆t (s) V(cm/s)

20,00 ± 0,03 2,91658 6,85735 20,00 ± 0,03 0,56439 35,43649

20,00 ± 0,03 2,35852 8,47990 20,00 ± 0,03 0,42559 46,99359