Relatório de Física Experimental

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

MOVIMENTOS RETILÍNEOS

ITAJUBÁ

2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

GABRIEL BERTOZZI – 2016009904

RICARDO DOMINGOS ABREU JUNIOR - 2016011751

VINÍCIUS GALDINO REZENDE - 2016004710

YURI SILVA RABELO - 2016001746

MOVIMENTOS RETILÍNEOS

Relatório submetido ao professor Thiago Costa Caetano como requisito parcial para a aprovação na disciplina de Física Experimental do curso de graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Itajubá.

ITAJUBÁ

2016

RESUMO

O experimento realizado no Laboratório de Física possuía um trilho de ar retilíneo em forma triangular e um dispositivo também na forma triangular que simula um carrinho passando por esse trilho. Foram coletados diversos dados do tempo em que o carrinho passa em cada sensor fotoelétrico, totalizando quatro tempos registrados no cronômetro no decorrer do percurso. Posteriormente, esses dados foram analisados com a finalidade de verificar a variação do tempo em cada vez que o experimento foi realizado.

INTRODUÇÃO

O Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) é o movimento de uma partícula que se desloca em relação a um referencial com velocidade constante ao longo de uma reta. Galileu Galilei foi o primeiro a conduzir experimentos ligados ao MRU tendo como resultados, equações do movimento que relacionam as grandezas físicas como, velocidade, aceleração e tempo.

Este movimento tem a presença natural de forças dissipativas e isso dificulta sua analise, com isso neste experimento é utilizado um trilho de ar que permite ao carrinho atrito praticamente desprezível com o trilho, podendo assim se aproximar de um movimento retilíneo uniforme.

OBJETIVOS

• Efetuar medidas primárias de deslocamento e tempo;
• Derivar medidas secundárias de velocidade e aceleração;
• Compreender e explicitar equações de movimento;
• Construir e analisar gráficos de grandezas cinemáticas.

MATERIAIS UTILIZADOS

• Paquímetro: Kingtools:

Faixa dinâmica: 150mm;

Precisão: 0,02mm;

Erro: 0,01mm.

• Sensores Fotoelétricos: CIDEPE EQ012.

• Compressor de ar: PHIWE.

• Cronômetro multifuncional: CIDEPE EQ228A:

Fundo de escala: 99,99995s;

Precisão: 5,0x10^-5s;

Erro: 2,5x10^-5.

• Trilho de ar metálico milimetrado.

• Calço de madeira.

[pic 1]

        Aparato usado nos experimentos.

METODOLOGIA

        

        O experimento inicial consistia em montar os sensores fotoelétricos em posições fixas ao longo do trilho (com um cuidado especial no posicionamento do aparato, para evitar erros grotescos), verificando se haveria colisão entre o carrinho e os sensores. Após o posicionamento, o trilho foi nivelado. O compressor de ar, então, foi ligado e o experimento teve início. Lançando o carrinho com auxílio de um elástico, o tempo de passagem por cada sensor foi medido com o cronômetro e anotado. O procedimento foi repetido por cinco vezes.

        O segundo experimento consistia em repetir o experimento inicial, com exceção do nivelamento e o método de lançamento do carrinho. Agora o trilho foi inclinado utilizando um calço de madeira, enquanto o carrinho foi apenas largado do alto do trilho, sem nenhum impulso extra.

        Todos os dados foram anotados, colocados em tabelas e gráficos.

ANÁLISE DOS DADOS

• Experimento 1 (trilho nivelado):

Posição(cm)	(2,0±0,3)	(6,0±0,3)	(10,0±0,3)	(12,0±0,3)	(16,0±0,3)
T1(s)	0,00000	0,75815	1,53700	2,29835	3,07870
T2(s)	0,00000	0,69485	1,40860	2,10550	2,82030
T3(s)	0,00000	0,68655	1,39100	2,07815	2,78125
T4(s)	0,00000	0,71085	1,44140	2,15485	2,88655
T5(s)	0,00000	0,68125	1,38175	2,06550	2,76515
Tmédio (s)	(0,00000± 0,00002)	(0,70633± 0,04167)	(1,43195± 0,08450)	(2,14047± 0,12703)	(2,86639± 0,17116)

Nesta tabela se encontram as posições dos sensores no trilho nivelado, assim como o tempo que o carrinho levou para passar por cada um deles.

Os erros foram calculados a partir do LEE (Limite de Erro Estatístico) das medidas efetuadas.

Os dados permitiram que fosse identificado o tipo de movimento do carrinho durante o experimento:

Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)

Equação do Movimento: S = So + v.t

Sensores	0->1	1->2	2->3	3->4
∆x(cm)	(4,0±0,4)	(4,0±0,4)	(4,0±0,4)	(4,0±0,4)
∆t(s)	(0,70633± 0,04167)	(0,72562± 0,09422)	(0,70852± 0,15256)	(0,72592± 0,21314)
V(cm/s)	(5,7±0,7)	(5,5±0,9)	(5,6±1,3)	(5,5±1,7)

        Tabela das velocidades do Experimento 1, levando em conta os intervalos entre os sensores.

[pic 2]        Gráfico do experimento 1.

        A partir do programa SciDavis, utilizado para a construção do gráfico, obtemos os seguintes coeficientes: