O movimento retilíneo uniformemente acelerado

  [pic 1]

O movimento retilíneo uniformemente acelerado, utilizando plano inclinado.

Salvador – Ba

01 de dezembro de 2016

Objetivos

         

Esse experimento tem como objetivo aumentar o aprendizado dos alunos em sala de aula, de uma forma dinâmica e mais atrativa. Após as práticas, os alunos serão capazes de comparar o movimento de queda livre com o movimento retilíneo uniformemente acelerado e suas particularidades.

Introdução

        

Elaboramos uma experiência amparados de materiais específicos onde determinamos o ângulo que o plano faz com a horizontal e uma certa distância para calcularmos o sua aceleração e a altura da inclinação do plano, para isso medimos o tempo que o objeto leva para fazer o trajeto determinado. A partir desses dados coletados calculamos ainda a velocidade do, a partir disso constatamos que a velocidade mudava com o passar do tempo o que nos dá a ideia de movimento uniformemente variado.

Um móvel que parte do repouso, com velocidade inicial igual a zero, deve ser acelerado para adquirir velocidade. Se a aceleração é uniforme (constante), a velocidade cresce linearmente com o tempo.

Material necessário

• Um plano inclinado com ajuste angular
• Uma bola de bilhar
• Cronômetro
• Calculadora científica
• 3 objetos quaisquer, para ajustar o ângulo do plano inclinado
• Papel milimetrado

Procedimento experimental

Para começar nossa experiência, tendo em mãos todos os materiais, elevamos o plano inclinado na primeira altura, e em seguida soltamos a bola de bilhar da base, e coletamos cinco tempos para a primeira distância (20cm), fazemos o mesmo para as outras quatro distancias, 40cm, 60cm, 80 cm, 100cm. Depois de coletados esses dados, calculamos o tempo médio para cada distância, em seguida usamos a função horaria dos espaços:

S = S[pic 2]

e achamos a aceleração da bola de bilhar em cada distância, usamos a aceleração média e o tempo médio para encontrar a velocidade, para isso usamos a formula:

[pic 3]

Uma vez feito todo esse procedimento, usamos a formula:

[pic 4]

Onde am é a aceleração média e g corresponde a 9,8, assim achamos o seno de alfa, que é nosso ângulo oposto a altura, logo usaremos a expressão:

[pic 5]

Onde h é a altura, d é o tamanho do nosso plano inclinado que é 100cm, usamos o valor achado para o seno do ângulo, e assim encontramos a altura (em centímetros) em que a bola de bilhar foi solta. Fizemos o mesmo para as outras duas alturas.

Tratamento e Analise dos dados experimentais

Segue abaixo a tabela e todos os cálculos das três alturas.

Distância	T1	T2	T3	T4	T5	Tm	A	V
20cm	0,5s	0,45s	0,43	0,56	0,40	0,468	1,826	0,60
40cm	0,75	0,72	0,65	0,75	0,85	0,744	1,446	0,94
60cm	1,04	1,09	1,07	1,06	1,03	1,058	1,072	1,33
80cm	1,25	1,22	1,22	1,18	1,32	1,238	1,044	1,56
100cm	1,34	1,38	1,50	1,62	1,47	1,462	0,935	1,84

Tabela 1 dados da primeira altura, altura real 13cm, altura calculada 12,9cm. Tm= tempo médio, A= aceleração, V= Velocidade.

 

Calculando aceleração:

 =  → 0,2 =  → 0,2 = 0,10951a → a = 1,826m/[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

 =   → 0,4 = → 0,4 = 0,276768a → a = 1,446 m/[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

 =   → 0,6 = → 0,6 = 0,559682a → a = 1,072 m/[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17]

 =  → 0,8 =  → 0,8 = 0,766322a → a = 1,044 m/[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

 =  → 1 =  → 1 = 1,068722a → a = 0,935 m/[pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]

Aceleração média é igual a soma das acelerações dividida por cinco, nesse caso 1,264 m/[pic 26]

Para achar a velocidade em m/s usaremos a aceleração média.

 →  → 0,60 m/s[pic 27][pic 28][pic 29]

 →  =  →  =0,94 m/s[pic 30][pic 31][pic 32][pic 33]

 →  =  → =1,33 m/s[pic 34][pic 35][pic 36][pic 37]

 →  = * 1,238 →  =1,56 m/s[pic 38][pic 39][pic 40][pic 41]

 →  =  →  =1,84 m/s[pic 42][pic 43][pic 44][pic 45]

Agora temos que achar o seno do ângulo, usaremos [pic 46]

 → 1,264 = 9,8.  →  = 0,129[pic 47][pic 48][pic 49]

Agora usaremos o valor do seno, para achar a altura em que a bola foi solta, lembrando que d é igual a 100.

  → 0,129 =  → h = 12,9cm[pic 50][pic 51]

Distância	T1	T2	T3	T4	T5	Tm	A	V
20cm	0,66	0,59	0,62	0,44	0,41	0,544	1,351	0,53
40cm	0,81	0,97	0,90	0,91	0,90	0,898	0,992	0,87
60cm	1,16	1,25	1,19	1,18	1,09	1,14	0,923	1,11
80cm	1,40	1,47	1,34	1,31	1,47	1,398	0,818	1,36
100cm	1,54	1,57	1,72	1,53	1,59	1,59	0,791	1,55

Tabela 2 dados da segunda altura, altura real 9cm, altura calculada 9,5cm. Tm= tempo médio, A= aceleração, V= Velocidade.

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