RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA

RELATÓRIO EXPERIMENTAL DE FÍSICA

Experiência 1: Movimento Retilíneo Uniforme e Movimento Uniformemente Acelerado

Grupo: Koamy Leung, Natalia Leite Alves, Marianna Silva João, Julia Silva, Yasmim Macedo

Professor(a) Responsável: Fabiana

Data: 25/03/2019

OBJETIVOS

O experimento realizado teve como objetivo demonstrar as aplicações do movimento uniforme (MU), através de um plano inclinado que continha uma esfera metálica e uma bolha de ar inseridos em um fluído viscoso, e do movimento uniformemente variado (MUV), que visou identificar a aceleração de uma esfera metálica no plano inclinado.

Ademais, foi proposto através da determinação das velocidades médias de corpos em diferentes posições do plano inclinado, descrever os movimentos, assim como determinar as suas respectivas funções horárias, traçar e interpretar os gráficos dos mesmos (MU e MUV).

RESUMO

O experimento realizado teve como objetivo demonstrar as aplicações do movimento uniforme (MU) e do movimento uniformemente variado (MUV) e seus diferentes efeitos ao longo do tempo, assim como relaciona-los as funções horarias que determinam o respectivo movimento. Na primeira parte do experimento foi estudado a velocidade média de uma esfera metálica e de uma bolha de ar em um movimento uniforme, em um plano inclinado. Na segunda parte do experimento, foi estudado o movimento uniformemente variado para uma esfera metálica em um plano inclinado. Foram obtidos resultados experimentais esperados algebricamente e, também explicada as variações de resultados aproximadamente inesperados.

INTRODUÇÃO

Denomina-se Movimento Uniforme quando um corpo possui velocidade escalar constante que coincide com a velocidade média em qualquer intervalo de tempo, ou seja, nesse movimento o corpo percorre distâncias iguais com intervalos de tempos iguais.  Sendo Δt a variação do tempo, ΔS a variação do espaço e vm a velocidade média do corpo, temos a seguinte relação:

[pic 1]

A partir da relação acima, é obtida função horária da posição do movimento que define variação de espaço em função do tempo. Segue abaixo a fórmula:

[pic 2]

Onde S é posição no tempo, S0 a posição inicial, v a velocidade e t o tempo.

         O Movimento Uniformemente Variado é definido quando o corpo possui aceleração escalar constante que coincide com a aceleração média em qualquer intervalo de tempo, ou seja, nesse movimento a velocidade varia de forma igual para intervalos de tempos iguais. Sendo assim, a seguinte relação é construída:

[pic 3]

onde Δv é a variação da velocidade, Δt a variação do tempo e am a aceleração média.

Através da equação III é obtida a função horária da velocidade, que define a variação velocidade em função do tempo. Segue a fórmula abaixo:

[pic 4]

onde v é a velocidade final, v0 a velocidade inicial e “a” a aceleração média e t o tempo. 

        A partir da integração equação IV, é obtida a função horária da posição do movimento que define variação de espaço em função do tempo. Segue abaixo a fórmula:

[pic 5]

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS:

Parte I – Movimento Uniforme:

A fim de determinar as velocidades médias de uma esfera e uma bolha em um plano inclinado foram feitas 10 medições para três situações diferentes.  A primeira situação, solicitava que encontrasse a velocidade média de uma esfera. O experimento foi realizado utilizando um plano inclinado em 15° com a horizontal e uma esfera metálica confinada em um tubo preenchido com um fluido viscoso de dados não especificados. Para o procedimento, foi utilizado um imã para movimentar a esfera dentro do tubo e mantê-la na marca 0 mm do plano inclinado. A liberação da esfera foi feita com o distanciamento do imã, assim seu tempo de deslocamento em uma distância de 400 mm foi cronometrado.

A segunda situação, foi solicitado que encontrasse a velocidade média da bolha de ar, a qual também estava confinada no tubo. Como a densidade da bolha era menor do que a fluído, o plano teve que ser inclinado manualmente para que a bolha atingisse a posição de 400 mm, e quando solto o plano a ela voltou para sua posição 0 mm no topo do plano inclinado.

A terceira situação, foi solicitado que encontrasse a posição do encontro da esfera com a bolha. Para isso foi estabelecido como posição inicial de 0 mm para a esfera, e 400 mm para a bolha. O procedimento para liberação da bolha e da esfera foi similar ao adotado anteriormente. Para liberar a bolha o plano era solto rapidamente, porém com cuidado sobre a bancada, ao mesmo tempo foi solto o imã para a liberação da esfera. Para garantir a efetividade desse experimento, foram necessárias mais pessoas no procedimento.

Parte II – Movimento Uniformemente Variado:

Para essa situação experimental foi necessário inclinar o plano em 5°, soltar uma esfera metálica da posição 0 mm do plano e cronometrar o tempo transcorrido de quando ela alcançou as posições 100 mm, 200 mm, 300 mm e 400 mm.

RESULTADOS E ANÁLISES DOS DADOS:

Parte I – Movimento Uniforme:

        Segue abaixo os resultados obtidos do MU:

Tabela 1: Parâmetros da equação de movimento para a esfera metálica e para a bolha.

Esfera	Bolha
Posição inicial	Posição final	Posição inicial	Posição final
S0 (mm)	S (mm)	S0 (mm)	S (mm)
0	400	400	0