Prática 04 UFC: Movimento retilíneo uniformemente variado

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Universidade Federal do Ceará

Centro de Ciências

Departamento de Física

Prática 04: Movimento retilíneo uniformemente variado

Aluno: Luiz Augusto de Sousa França                                    Matrícula:

Curso: Engenharia de Produção                                             Turma:

Professor: Disciplina: Física experimental para engenharia

Data da prática:

Fortaleza, Maio de 2016

1.Objetivos

• Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento retilíneo uniformemente variado

2.Material

• Trilho de ar com eletroímã
• Cronômetro eletrônico digital
• Unidade geradora de fluxo de ar
• Carrinho com três pinos (reto, ferromagnético e qualquer)
• Chave liga/desliga
• Cabos
• Fotossensor
• Paquímetro
• Calço de madeira
• Fita métrica

3.Introdução

O movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), é o movimento onde um corpo possui aceleração constante, o que significa que sua aceleração média é igual a sua aceleração instantânea.

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Figura 1. Trilho de ar

Para realizarmos um MRUV, faz-se necessário a utilização de u, trilho de ar, que reduzirá o atrito, o trilho será inclinado e percorrido por um carrinho, esse movimento terá atrito desprezível, o que torna válido as seguintes equações:

                                          (Equação 1)[pic 3]

                                                                             (Equação 2)[pic 4]

                                                           (Equação 3)[pic 5]

Fazendo Xo = 0 na equação 1, e sabendo que o carrinho parte do repouso, ou seja: Vo=0, portanto temos:

                                                                              (Equação 4)[pic 6]

Manipulando-a temos:

                                                                                 (Equação 5)[pic 7]

Substituindo Vo = 0 e a equação 5 na equação 2 temos:

                                                                         (Equação 6)[pic 8]

A equação 6 nos dá a velocidade instantânea no final de cada percurso x.

Aceleração do movimento:

Ao inclinar o trilho utilizando um calço de madeira o carrinho obtém uma aceleração constante, porque o mesmo tem o peso divididos em duas componentes

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Decomposição da força peso em Px e Py

Py = P.cosϴ; que tem mesma direção e módulo da força Normal, porém em sentidos opostos; e Py= P.senϴ que produz a aceleração do carrinho.

Como θ é um ângulo muito pequeno (θ ≤ 15º), pode-se dizer que: sen θ = tg θ, logo sen θ = ; então  sen θ = .[pic 10][pic 11]

Fr = Px = Psenθ então Psenθ = ma, sabendo que P = mg, e que senθ = ; então teremos  = ma; cancelando o valor da massa nos dois membros  a = g()[pic 12][pic 13][pic 14]

4.Procedimento

Montamos o equipamento seguindo o modelo:[pic 15]

Figura 2. Modelo de montagem do equipamento

Depois ligamos a unidade geradora de fluxo de ar (que já estava regulada no valor de intensidade médio). Para verificarmos se o trilho estava nivelado um dos integrantes da nossa equipe colocou o carrinho em diversos pontos sobre o trilho de ar, e dava um impulso para observarmos se o mesmo se movimentava significativamente num sentido e no outro.

Utilizou-se um paquímetro para medir a espessura do calço de madeira, e uma trena para medir a distância entre os pés de apoio, os resultados obtidos foram respectivamente 1,8 cm e 1,75m. O ângulo de inclinação do trilho de ar encontrado foi 3,531489 º.

Fixou-se no carrinho os 3 pinos, o preto foi fixado no furo superior, no furo lateral superior foi fixado o ferromagnético, e do lado oposto o pino comum para contrabalancear. Foi colocado o calço de madeira sob os pés do trilho.

4.Procedimento

Montamos o equipamento seguindo o modelo:[pic 16]

Figura 2. Modelo de montagem do equipamento

Depois ligamos a unidade geradora de fluxo de ar (que já estava regulada no valor de intensidade médio). Para verificarmos se o trilho estava nivelado um dos integrantes da nossa equipe colocou o carrinho em diversos pontos sobre o trilho de ar, e dava um impulso para observarmos se o mesmo se movimentava significativamente num sentido e no outro.

Utilizou-se um paquímetro para medir a espessura do calço de madeira, e uma trena para medir a distância entre os pés de apoio, os resultados obtidos foram respectivamente 1,8 cm e 1,75m. O ângulo de inclinação do trilho de ar encontrado foi 3,531489 º.

Fixou-se no carrinho os 3 pinos, o preto foi fixado no furo superior, no furo lateral superior foi fixado o ferromagnético, e do lado oposto o pino comum para contrabalancear. Foi colocado o calço de madeira sob os pés do trilho.

Primeiro colocamos o fotossensor na posição 1 (10 cm) com o auxílio de uma trena medimos 10 cm partindo do pino central do carrinho até o centro do fotossensor; o eletroímã foi colocado na posição inicial junto do carrinho:[pic 17]