Relatório Física Experimental - Prática 4 - UFC

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

RELATÓRIO

Prática 4

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Nome: Átila Einstein de Oliveira

Matrícula: 0368222

Curso: Engenharia de Energia e Meio Ambiente

Disciplina: Física Experimental

Abril/2014

Objetivos:

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

Material:

Trilho de ar com eletroímã

Cronômetro eletrônico digital

Unidade geradora de fluxo de ar

Carrinho com três pinos

Chave liga/desliga

Cabos

Fotossensor

Paquímetro

Calço de madeira

Fita métrica

Fundamentos:

        O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) apresenta as grandezas vetoriais: deslocamento, velocidade e aceleração ao longo de uma mesma reta. Isto facilita bastante a investigação das relações entre estas três grandezas.

Para produzirmos um MRUV usaremos um trilho de ar, que será inclinado e percorrido por um “carrinho” em um movimento com atrito desprezível. Nestas condições podemos considerar válidas as seguintes equações:

x = x0 + v0t + ½ at2     (4.1)

v= v0 + at                    (4.2)

v2 = v02 + 2a(x – x0)        (4.3)

Fazendo x0 = 0 na equação (4.1) e sabendo que o “carrinho” parte do repouso (v0= 0), a equação 4.1  se reduz a:

x= ½at2         (4.4)

Explicitando a aceleração, temos:

a = 2x/t2    (4.5)

Substituindo v0 = 0 e a equação 4.5 na equação 4.2, vem:

v = 0 + (2x/t2) . t   (4.6)

ou seja

v = 2x/t   (1.7)

Esta equação nos fornece a velocidade instantânea no final de cada percurso x.

Procedimento:

1. Monte o equipamento conforme esquema;
2. Ligue a unidade geradora de fluxo de ar regulando a intensidade para um valor médio;
3. Verifique se o trilho de ar está nivelado; para isso coloque o “carrinho” parado em vários pontos sobre o trilho de ar e verifique se o mesmo se movimenta significativamente em um sentido ou no outro. Se necessário faça ajustes nos pés do trilho de ar.
4. Meça com um paquímetro a espessura do calço de madeira fornecido e com uma trena meça a distância entre os pés de apoio. Determine o ângulo de inclinação do trilho de ar.

Espessura da madeira: 1,03cm. Separação entre os pés de apoio: 1,76 m.

1. Fixe no carrinho três pinos. Fixe o pino central (preto) no furo superior; fixe no furo lateral superior um pino para conexão com o eletroímã e do lado oposto um pino qualquer para contrabalançar.
2. Dê uma pequena inclinação no trilho de ar colocando o calço de madeira fornecido sob os pés do mesmo.
3. Coloque o fotosensor na posição 1. A posição do mesmo deve ser medida, com uma trena, do pino central do “carrinho” até o centro do fotosensor, estando o “carrinho” na posição inicial junto ao eletroímã.
4. Fixe o carrinho no eletroímã ligando a chave liga-desliga e ajuste a tensão aplicada pelo cronômetro digital de modo que o carrinho não fique muito preso.
5. Escolha no cronômetro a função F2 pressionando “Função”. Zere o cronômetro pressionando “Reset”.
6. Libere o carrinho do eletroímã desligando-o através da chave liga-desliga.
7. Faça pelo menos três medidas de tempo para cada posição do fotosensor.
8. Repita o procedimento anterior para as outras posições indicadas na tabela.
9. Preencha os outros espaços na tabela.

Resultados:

Cálculo do ângulo de inclinação do trilho.

[pic 1]

[pic 2]

14 - Gráfico de posição em função do tempo.

[pic 3]

[pic 4][pic 5]

15 - Gráfico de posição em função do tempo ao quadrado.

[pic 6]

[pic 7][pic 8]

Tabela 1:

Nº	x(cm)	Medidas de t(s)	Média de t(s)	Quadrado de t(s2)	v=2x/t(cm/s)	a=2x/t2(cm/s2)
		1,649
1	10	1,645	1,641	2,693	12,19	7,427
		1,630
		2,302
2	20	2,366	2,331	5,434	17,16	7,361
		2,324
		2,829
3	30	2,825	2,843	8,083	21,10	7,423
		2,876
		3,678
4	50	3,698	3,690	13,616	27,10	7,344
		3,694
		4,407
5	70	4,356	4,389	19,263	31,90	7,268
		4,405
		5,214
6	100	5,184	5,210	27,144	38,39	7,368
		5,233
		5,805
7	120	5,836	5,796	33,594	41,41	7,144
		5,747
		6,798
8	160	6,826	6,791	46,118	47,12	6,939
		6,750

Questionário:

1 – O que representa o coeficiente angular do gráfico “x contra t” ?

R. tg = x/t = velocidade instantânea em qualquer ponto do gráfico

2 - Quais as conclusões tiradas do gráfico “x contra t” em relação à velocidade?

...