Relatorio A1 MRU e MRUV

MRU e MRUV

Brendon Wesley, Gabriel D. Hoffmann e Matheus Gonçalves

Departamento de Física, Universidade Federal do Espírito Santo,

Av Fernando Ferrari 514, Goiabeiras – Vitória/ES, 29075-910, Brasil

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Resumo.  No experimento em questão foi analisado o MRU e o MRUV, e qual a influencia da inclinação e da massa do objeto no movimento. O experimento foi feito utilizando de sensores fotossensíveis e trilhos com fluxo de ar para minimizar o atrito. Foi realizado um movimento de MRU com 2 carrinhos um com massa 100g maior que o outro para analisar a relação da massa, também foram realizados experimentos com 2 e 5 sensores para o MRU. Já no MRUV foram feitos 2 movimentos com inclinações diferentes para verificar a influencia da inclinação no movimento. Como resultados foi obtido um movimento Aproximado de do MRU quando não houve inclinação no trilho, mas houve erros que podem ter sido ocorridos por uma possível inclinação no trilho (onde a inclinação devia ser nula) e no MRUV foi observado que quanto maior a inclinação maior a aceleração obtida e com isso maior a velocidade medida em cada sensor.

Palavras chave: MRU, MRUV, inclinação, sensores, trilho.

Introdução

A cinemática é uma subdivisão da mecânica clássica que busca descrever o movimento em função de conceitos como sua velocidade, aceleração e espaço percorrido sem se preocupar com suas origens.

Nestes experimentos buscamos analisar os dois tipos notáveis de movimentos, são eles: MRU (Movimento Retilíneo Uniforme) e MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado).

Ambos os movimentos acontecem em uma linha reta, mas o MRU tem aceleração nula e o MRUV tem aceleração constante diferente de 0.

Para este estudo, tentaremos reproduzir movimentos de MRU e MRUV da maneira mais fiel possível, utilizando de trilhos de ar e fatores fotossensíveis para buscar entender como este movimento acontece.

O objetivo do experimento é estudar o MRU e MRUV, e entender que em um trilho com inclinação paralela a horizontal e sem atrito quando um corpo adquire velocidade ele passa a descrever um MRU e quando o trilho está inclinado com alguma angulação (desde que não nula) este terá uma aceleração constante que pode ser observada com a relação “a = g Sen  θ, e assim o corpo passara a se mover em um MRUV.

Procedimento Experimental

Foram realizados experimentos tanto para o MRU como para o MRUV, com algumas variações tanto entre experimentos no MRU quanto entre experimentos de MRUV.

Os principais componentes do experimento foram um trilho com unidade geradora de ar, um carrinho (com possibilidade de aumentar a massa), 5 sensores fotoelétricos, uma régua obturadora de luz e um multicronômetro digital, demais objetos utilizados serão relatados, mas serviram como auxiliares.

O primeiro experimento foi o MRU. Para isso o trilho foi nivelado paralelamente com a horizontal, com o auxilio de um nível (bolha) e observando se o carrinho tendia para um dos lados após solto no trilho.

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Figura 1: Alinhamento do trilho utilizando o nível.

Após o trilho alinhado foram separados os sensores a uma distancia de 12 centímetros entre si e usado uma denominação de: S0, S1, S2, S3, S4.

Para o primeiro experimento foi ligado o fluxo de ar. O multicronômetro foi configurado para medir o tempo em S0 e S1 e o carrinho foi disparado com o auxilio de uma mola.

E foram obtidos os seguintes dados para o tempo Em S0 e S1 para o carrinho de massa 222,59 g:

[pic 2]

Figura 2: Tabela de posições e respectivos tempos de passagem do carrinho de massa 222,59g, com posições em metros e tempos em segundos.

Em seguida Foi efetuado o mesmo experimento, mas adicionando 100gramas de massa ao carrinho com 2 pesinhos (de 50 gramas cada) no carrinho para se observar a influencia da massa no movimento. E o resultado obtido pelo carrinho de massa 322,59 foi:

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Figura 3: Tabela de posições e respectivos tempos de passagem do carrinho de massa 322,59g, com posições em metros e tempos em segundos.

Em seguida foi realizado o mesmo experimento, porém com 5 sensores, os resultados obtidos foram os seguintes resultados presentes na figura 4,  onde Sij é a distancia entre os sensores i e j e Tij é o tempo entre i e j:

[pic 4]

Figura 4: Tabela de variações de posições em milímetros e os respectivos tempos que o carrinho de massa 222,59g levou para se deslocar de um sensor ao outro em segundos.

Após realizados os experimentos de MRU, foi iniciado a preparação para o experimento de MRUV, para isso o trilho foi inclinado primeiramente com uma inclinação de 3,98 graus, com uma incerteza de 0,67 graus  isto foi feito utilizando um suporte de madeira como visto na figura abaixo:

[pic 5]

Figura 5: Preparação para o experimento de MRUV.

Para se medir o ângulo foi feito a medida do cateto adjacente ao ângulo, que foi de 1244milimetros com uma incerteza de 0,5. E a medida da hipotenusa do triângulo formado que foi de 1247 milímetros com a mesma incerteza da medida anterior. Com isso foi calculado o ângulo e sua respectiva incerteza utilizando a função arccos θ

Após o trilho ser inclinado foram realizados procedimentos como do MRU, o carrinho, de massa 222,59g, foi impulsionado no trilho que continha 5 sensores fotoelétricos equidistantes em 12 centímetros entre si. Os resultados estão apresentados na figura 6:

[pic 6]

Figura 6: tabela mostrando para uma inclinação de 3,98°e incerteza de 0,67° os tempos de passagem do carrinho em cada sensor respectivamente (tx é o tempo de passar no sensor x) e N é a tentativa, onde foram realizadas 5 tentativas.

E como ultimo experimento foi aumentada a inclinação do trilho, e o processos de determinação do ângulo foi o mesmo do experimento anterior, foi feito a medição do cateto adjacente que foi de 1237 milímetros com uma incerteza de 0,5 milímetros. Já a hipotenusa é o trilho que tem uma medida de 1247 milímetros e uma incerteza de 0,5 milímetros. Sendo assim o ângulo foi calculado utilizando a função arccos θ. Com esses cálculos foi descoberto um ângulo de 7,26 graus e uma incerteza de 0,36 graus.