Relatório MRU e MRUV

Experimento MRU e MRUV

Luiz Eduardo Fernandes da Silva Faculdade de Ciências Exatas e de Tecnologia– Universidade Tuiuti do Paraná

Campus Barigui – Curitiba – PR - Brasil E-mail: [e-mail]

Resumo. O presente artigo relata sobre um experimento realizado em laboratório, que tem como objetivo analisar as características do movimento retilíneo uniforme (MRU) e o movimento retilíneo uniforme variável (MRUV), onde serão demonstrados em forma de tabelas e gráficos as variações de tempo, deslocamento e velocidade. Os dados do experimento serão representados em suas respectivas Notações Cientifica no Sistema Internacional de unidades (SI).

Palavras chave: MRU, MRUV, velocidade, tempo, deslocamento, Sistema Internacional de unidades.

Introdução:

Todos estamos em constante movimento, seja correndo, andando de carro ou até mesmo quando estamos tecnicamente parados, pois a Terra nunca para de girar em torno do Sol e o Sol em torno do centro da Via Láctea, e assim por diante. A cinemática é um dos ramos da física que estuda o movimento dos corpos. (VIERA, SCHETTINO, 2016)

Dizemos que um corpo está em movimento se sua posição varia com o tempo em relação a um referencial escolhido. Se a posição não muda com o passar do tempo, o corpo está em repouso em relação a tal referencial. É na cinemática que estão incluídos os movimentos que vamos analisar nesse relatório. É importante ressaltar que os movimentos que vamos dar prioridade nesses experimentos serão unidimensionais, dispensando qualquer tipo de análise vetorial.

O primeiro que analisaremos será o movimento retilíneo uniforme (MRU), que ocorre quando a trajetória de móvel é linear e sua velocidade não tem nenhum tipo de variação, então sua aceleração é nula. Com isso podemos dizer que seu deslocamento é diretamente proporcional ao intervalo de tempo.

Então a velocidade do sistema sempre será mesma da velocidade média ,que é dada pela equação V = V média = ∆x/∆t [1]

Onde:

• Δx = Variação de espaço ou descolamento, dada em metros (m).

• Δt = Variação de tempo, ou intervalo de tempo, dada em segundos (s).

Diferente do MRU, o movimento retilíneo uniforme variado (MRUV), pode ser definido como um movimento de um móvel em relação a um referencial ao longo de uma reta, onde sua aceleração será sempre constante. Então podemos afirmar que a velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempos iguais.

A função horária do MRUV para demonstrar a grandeza velocidade pode ser expressa pela equação V = Vℴ + a * t [2]

Onde:

• V = Velocidade final do móvel, dada em metros por segundos(m/s).

• Vℴ = Velocidade inicial do móvel , dada em metros por segundo (m/s)

• a = Aceleração, dada em metros por segundo ao quadrado (m/s²)

• t = Intervalo de tempo, dada em segundos (s)

O deslocamento no MRUV é diretamente dependente da velocidade.

Como a velocidade pode variar ao passar do tempo, o deslocamento não será linear.

A equação da função horária que demonstra a grandeza deslocamento é expressa por: X = Xℴ + Vℴ * t + a * t² / 2 [3]

Onde:

• X = Deslocamento final, dado em metros (m).

• Xℴ = Deslocamento inicial, dado em metros (m)

Se substituirmos a equação V = Vℴ + a * t na equação X = Xℴ + Vℴ * t + a * t² / 2, teremos a equação de Torricelli:

V² = Vℴ² + 2 a Δx [4]

Para os cálculos da inclinação da reta nos gráficos, ou seja, o coeficiente angular e

Procedimento Experimental

O experimento é desenvolvido de tal forma que ao longo de toda extensão do trilho existam pequenos orifícios, os quais são responsáveis pela saída de ar proveniente do compressor. Portanto, existe uma camada de ar que mantém o carrinho “flutuando” e o atrito reduzido, para que possa oferecer uma condição adequada para o experimento. O percurso desse trilho é de 01 metro, com cinco sensores fotoelétricos, sendo o primeiro para iniciar a contagem e o restante colocados com uma distância de 25 cm ao longo do trilho. Dentro da análise dos erros experimentais para este experimento a de força atrito resultante sobre o cavaleiro na direção vertical é considerada nula.

A figura 01 representa os equipamentos e acessórios que foram utilizados nesta prática experimental.

Figura 01 – Ilustração do experimento, mostrando os equipamentos e acessórios utilizados. Disponivel em:<http://www.astrodidactico com/lab _fisica/mecanica/08.htm>

Os procedimentos experimentais foram divididos em duas etapas. No experimento com o MRU foram feitos três lançamentos em linha reta, com diferentes forças de impulsão de partida, e com o MRUV foram feitos dois lançamentos, o primeiro com um ângulo de inclinação aproximado de 30° e o segundo com um ângulo aproximado de 45°, o primeiro lançamento foi apenas com a força da gravidade e o segundo com uma pequena impulsão, anotando todos os valores de intervalos de tempo.

Resultados e Discussão

Para calcular as medidas dos experimentos abaixo foram usadas as equações de função horária do MRU e MRUV, citadas anteriormente.

EXPERIMENTO 1 – MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

Medições de velocidade média com a rampa plana.

Primeiramente montou-se o ambiente experimental, conforme instruções fornecidas pelo professor, colocando-se a rampa com régua de 1 metro forma plana, e em seguida foram zerados os cronômetros dos sensores para realizar as medições.