Relatório Experimental Movimento Circular Uniforme MCU

1. INTRODUÇÃO

Através do experimento demonstrado em vídeo foi possível caracterizar o movimento circular uniforme MCU, que ocorre quando um objeto executa uma trajetória circular com velocidade de módulo constante. O estudo dessa dinâmica envolvendo o movimento rotacional é importante para que se compreenda como se comportam as forças em um corpo enquanto este realiza um movimento de rotação. É de suma importância elencar também as grandezas físicas envolvidas, sendo elas: a velocidade escalar, a velocidade angular, aceleração centrípeta, o período, a frequência e o raio da trajetória.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Fundamentação Teórica

O MCU, trata-se de um movimento bidimensional em que um corpo se move com velocidade e aceleração constantes em uma trajetória circular, variando suas direções continuamente. Exemplos desse tipo de movimento inclui a rajetória de satélites naturais e artificiais com a Terra e até mesmo na dinâmica planetária do sistema solar, nos rotores de ventiladores, carrosséis, máquinas de lavar roupas e etc.

O tempo gasto para que o corpo complete uma volta em uma trajetória fechada é chamado de período (T) e é medido em segundos. Esse período é constante, o que significa que o corpo sempre realizará voltas no mesmo intervalo de tempo .

A frequência do movimento ( f ) indica quantas voltas o corpo realiza a cada unidade de tempo e sua unidade é Hertz. A partir disso, temos a relação: T=1/f

O módulo da velocidade é constante, o que faz com que a velocidade tangencial do MCU seja sempre a mesma, calculada pela fórmula: V=∆S/∆T; onde ∆S é a variação da posição e ∆T é o intervalo de tempo.

Já a velocidade angular do movimento (ω) é a variação angular conforme o tempo, representada, no presente trabalho, pela fórmula: v=ωr.

Por fim, a aceleração centrípeta do corpo, que varia apenas em sentido e direção, pode ser descrita por a=v²/r.

Figura 1: O vetor aceleração 'α' sempre aponta para o centro. O vetor velocidade 'v' é sempre tangente à trajetória.

2.2 Procedimentos Experimentais

Foi utilizado um aparelho rotacional, um sensor fotoelétrico (fotossensor) e um cronômetro digital de precisão. Para a condução do experimento, foram consideradas duas marcações no disco do aparelho rotacional para que se possam avaliar duas trajetórias, definidas com valores de RA = 90x10-3 m (ou 0,090 m) e RB = 70x10-3 (ou 0,070 m). A velocidade de rotação foi fixada para todo o experimento e o sensor configurado para medir o período T correspondente ao raio R. O cronômetro digital adquire dez valores de período para cada raio R.

2.3 Análises dos Resultados

Segue abaixo a tabela com os valores de período (voltas competas) adquiridos pelo experimento:

t(s) A B

t1 = 0,66060 0,64535

t2 = 0,65870 0,65370

t3 = 0,65590 0,64945

t4 = 0,65625 0,65035

t5 = 0,65675 0,65170

t6 = 0,66000 0,64770

t7 = 0,65600 0,65205

t8 = 0,65200 0,65545

t9 = 0,65920 0,65015

t10 = 0,65705 0,64955

tn = tAn = 0,657245 tBn = 0,650545

Tabela 1: ‘t’ os períodos (‘tn’ as médias), sendo A e B as colunas dos respectivos raios.

Perguntas:

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