Relatório de Física Experimental MRUV
Por: Giovani Martins De Lima • 23/11/2020 • Trabalho acadêmico • 1.858 Palavras (8 Páginas) • 330 Visualizações
PUC- PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA - CAMPUS POÇOS DE CALDAS – MG -[pic 1]
LABORATÓRIO DE FÍSICA I
Engenharia Civil:
Atividade 5:
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
ALUNOS:
Danielly Morais Vilela
Ronaldo Aparecido da Silva
Adilson Garcia de Oliveira
Débora Custódio Carvalho
Giovani Martins de Lima
Prof. João Sérgio Fossa
-2017-
Objetivo
O objetivo da realização desta atividade é estudar, na prática, o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), através do movimento em trajetória retilínea e aceleração constante de um carrinho, podendo assim representar graficamente a sua posição e velocidade, em função do tempo, e posteriormente determinar a função horária para a posição e velocidade do mesmo, e também o ângulo de inclinação pelo qual ele foi submetido por meio de um desnível no trilho de ar.
Introdução
No caso abordado, dentro de um experimento que visa estudar o tempo (t) que um carrinho, exposto a certa inclinação, gasta para se movimentar em determinadas e conhecidas posições (s), é possível medir vários intervalos de tempo (dt) através da passagem desse objeto entre dois pontos (sensores) conhecidos, podendo através da coleta dessas informações determinarem equações que envolvem esse contexto, como a do espaço (s) em função do tempo (t), e da velocidade (v) em função do tempo (t), e suas respectivas representações gráficas.
Ao tratar sobre o Movimento Uniformemente Variado é importante que sejam apresentadas suas duas características principais, que começam pelo fato deste possuir aceleração constante e diferente de zero para qualquer intervalo de tempo, e também velocidade variável, que pode aumentar ou diminuir, e que apresentam em intervalos de tempos iguais, variações de velocidade iguais. Quando a velocidade de uma partícula varia, entende-se que a mesma sofreu uma aceleração ou foi acelerada, ou seja, a aceleração de uma partícula em qualquer instante é a taxa pela qual a velocidade está variando nesse instante.
Dentro do Movimento Uniformemente Variado, existem algumas equações que são consideradas como sendo básicas em um movimento com aceleração constante. No caso, utiliza-se como equação horária do espaço, no Movimento Uniformemente Variado, a seguinte expressão:
S=S0+V0t+at²/2 (1)
Tem-se também a equação horária da velocidade, conhecida como:
V=V0+at (2)
A aceleração de um corpo tem a direção e o sentido da força externa resultante que atua sobre ele. Ela é proporcional à força externa resultante . A força resultante atuante sob um corpo é o vetor soma de todas as forças atuantes sobre ele (TIPLER, 2006). Com esse conceito é definida a Segunda lei de Newton, que possui uma equação clássica, capaz de explicar que a força que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida.[pic 2]
F = m.a (3)
No caso de um corpo qualquer, como um carrinho de ar, colocado sobre um plano com uma inclinação Ө desconhecida, ao ser solto atuará sobre ele uma força resultante Fr. Porém, essa força é igual a força peso P do qual ele estará exposto. Sendo mais específico, utilizando a decomposição vetorial, esta força será igual a decomposição da força peso P exercida sobre esse objeto, considerando o ângulo de inclinação, ou seja, eliminando a componente Py com a força normal N, que são iguais, restará como sendo igual a força resultante, a componente Px.[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]
Figura 1 – Representação das forças atuantes em um corpo colocado sobre um plano com uma inclinação Ө desconhecida.
[pic 9]
Por isso:
Fr = Px (4)
Dessa relação, após decompor a fórmula (8), pode-se obter a seguinte expressão, que é a equação utilizada para descobrir o ângulo de inclinação do qual um objeto, no caso o carrinho, foi exposto. Considerando g = 9,8m/s²:
arcsenӨ = a/g (5)
Materiais
Para a realização do experimento para estudo do movimento retilíneo uniformemente variado, foi necessária a utilização de um trilho de ar com carrinho, dois cronômetros digitais acionado por fotosensorese um microcomputador com o software ORIGIN® 6.0.
Procedimento Experimental
Primeiramente o experimento foi montado, garantindo um desnível no trilho que possibilite o deslocamento do carrinho.
Figura 1 - Montagem experimental para estudo do movimento retilíneo uniformemente variado.
[pic 10]
Fonte: (FOSSA, 2017)
Em seguida, foi posicionado 9 sensores ajustado de acordo com uma fita métrica fixada no trilho de ar, o sensor 1 ficou na posição de 24 cm; o sensor 2 ficou a 35 cm; o sensor 3 ficou na posição 45cm; sensor 4 ficou na posição 55 cm; o sensor 4 ficou na posição 67 cm; o sensor 7 ficou na posição 91cm; o sensor 8 ficou na posição 103 cm e o sensor 9 na posição 115 cm, feito isso o carrinho foi liberado, com o cronômetro sendo disparado após o carrinho passar pelo sensor 1, o cronometro registrou a medida cada vez que o carrinho passava pelos sensores até passar pelo último. Feito isso, utilizamos os valores de tempo encontrados assim como as posições utilizadas para construir o gráfico do movimento do carrinho através do software ORIGIN® onde foi possível encontrar a equação da reta desse movimento, assim como seus parâmetros, os erros experimentais e o coeficiente de correlação.
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