Relatório Física Experimental

Sumário

Objetivos.....................................................................................2

Introdução...................................................................................2

Fundamentação Teórica.............................................................2

Materiais Utilizados.....................................................................3

Procedimentos e Resultados......................................................4

Discussão e conclusão...............................................................7

Referências Bibliográficas.........................................................10

Objetivos

A partir de medidas de deslocamento e de tempo de um objeto sobre um trilho de ar retilíneo, será possível:

Escrever as expressões gerais relativas ao movimento de um objeto num trilho de ar horizontal;

Escrever as expressões gerais relativas ao movimento de um objeto num trilho de ar inclinado;

Comparar valores medidos e calculados para o movimento uniformemente variado.

Introdução

No experimento, foram medidos tempos gastos para que um carrinho percorresse um trilho de ar em certos intervalos de distância conhecidos, estando o carrinho em movimento retilíneo uniforme ou em movimento retilíneo uniformemente acelerado. As medidas foram repetidas várias vezes para haver mais confiabilidade nos resultados.

Fundamentação Teórica

O movimento unidimensional é o movimento através de apenas uma dimensão do espaço, sujeito ou não a forças. Alguns casos particulares são movimento retilíneo uniforme e movimento uniformemente variado.

É importante reconhecer que o experimento em questão utilizará de grandezas como posição, velocidade e aceleração. O conceito de derivada implica em taxa de variação, sendo assim é possível afirmar que o módulo da velocidade é a derivada da posição, e o da aceleração é a derivada da velocidade, ou derivada segunda da posição, todas com relação ao tempo.

O movimento retilíneo uniforme, idealmente, não sofre ação de nenhuma força, seja a favor, seja contra o seu sentido. Matematicamente, é possível encontrar a posição “x” de algum objeto ao longo do tempo adquirindo-se sua posição inicial e sua velocidade, ou seja, a primeira derivada da posição espacial: xt=x0+ vt.

O movimento uniformemente variado é aquele que sofre a ação de uma força resultante, a qual gera uma aceleração, responsável por alterar a velocidade do objeto estudado. Em uma queda livre, por exemplo, a aceleração é a constante gravitacional terrestre, que possui o valor de 9,80665 m/s², como aceleração de tal movimento unidimensional. Desta vez, para se encontrar a posição “x” do objeto ao longo do tempo, é necessário levar em conta a posição inicial, a velocidade e também a aceleração, segunda derivada da posição espacial com relação ao tempo: xt=x0+ vt+at²2.

Em busca de se reduzir ao máximo os atritos em experimentos, para assim ser possível se aproximar de um sistema ideal, são utilizadas superfícies bastante lisas e com mecanismos de diminuição do atrito, como o colchão de ar, fazendo com que o objeto praticamente flutue sobre o trilho.

Materiais Utilizados

Trilho de ar com elástico em uma das extremidades

Carrinho para deslizar sobre o trilho de ar

Trena

Paquímetro

Sensores ópticos associados a um cronômetro

Gerador de fluxo de ar

Trilho de ar (escala)

Marca: Phywe

Tipo: Analógica

Faixa nominal de operação: (0-200) cm

Menor graduação: 0,1 cm

Menor incremento: 0,05 cm

Paquímetro

Marca: Digimess

Tipo: Analógica

Faixa nominal de operação: (0-15) cm

Menor graduação: 0,1 cm

Menor incremento: 0,002 cm

Trena

Marca: Brasfort

Modelo: REF-8340

Tipo: Analógica

Faixa nominal de operação: (0-300) cm

Menor graduação: 0,1 cm

Menor incremento: 0,05 cm

Cronômetro

Marca: Cidepe

Modelo: EQ228

Tipo: Digital

Menor incremento: 0,001 s

Gerador de fluxo de ar

Marca: Cidepe

Procedimentos e Resultados

No laboratório

Nivelamento do trilho

Primeiramente o trilho de ar foi nivelado de forma a ficar mais perpendicular possível à aceleração da gravidade, isso foi feito tomando como referencial a estabilidade do carrinho sobre o trilho de ar ligado.

Posicionamento dos sensores ópticos

No experimento com plano horizontal, o primeiro sensor foi colocado em um ponto imediatamente após a posição em que o carrinho se livrasse da interação com o elástico e os demais foram colocados 30 cm um após o outro. Isso foi feito para que o carrinho pudesse começar seu caminho pelos sensores com uma velocidade constante.

Com o plano inclinado, o primeiro sensor foi colocado de forma que o carrinho, logo após ser abandonado ativasse o primeiro sensor, ou seja, a velocidade no primeiro sensor deveria ser quase zero.

Sempre o pino era colocado na iminência de interromper a passagem de luz pelo sensor, portanto a distância entre os sensores era observada entre a posição do começo