Experiência 2 – Estudo do Movimento Retilíneo Uniforme (MU) e do Movimento Uniformemente Acelera

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO

LABORATÓRIO DE FÍSICA



Experiência 2 – Estudo do Movimento Retilíneo Uniforme (MU) e do Movimento Uniformemente Acelerado (MUV) 

Maíra Vasconcelos de Carvalho
Larissa Cardoso de Barros
William Ronque Santos
Yasmin Bugari

UNIFESP
Campus Diadema
2018

1. Resumo:
   
   Nossa experiência sobre movimento retilíneo uniforme teve como objetivo analisar e estudar a velocidade de dois corpos imersos em um fluido viscoso. Para realizar esse estudo, usamos um plano inclinado em 15 graus, colocamos um corpo na posição inicial e cronometramos o tempo que ele levou para chegar até a posição final. Repetimos o experimento 10 vezes até chegarmos em um tempo médio e assim calculamos a velocidade média. Também calculamos o instante e a posição de encontro entre os dois corpos utilizados. Já no experimento sobre movimento uniformemente acelerado, nosso objetivo era descobrir o tempo médio para posteriormente calcular as velocidades médias de um corpo. Utilizando um plano inclinado em 5 graus, colocamos o corpo em posição inicial e cronometramos o tempo que ele levou para atingir sua posição final. Esse experimento também foi repetido 10 vezes e foi calculado em diferentes posições finais. Dessa forma, obtivemos diferentes tempos médios e consequentemente, velocidades médias.

1. Introdução teórica:

Este relatório foi realizado com base na cinemática, sendo uma parte da física que estuda o movimento do corpo sem se preocupar com as causas do mesmo.

Com a cinemática, pode-se determinar a velocidade, posição e aceleração de um corpo. Ela se divide em tipos de movimento, no qual foram estudados nos experimentos realizados o movimento uniforme e movimento uniformemente variado.

O experimento 1, foi realizado com o conceito de movimento uniforme, pois a       velocidade escalar não varia com o passar do tempo, ou seja, o corpo percorre espaços iguais em intervalos iguais.

Já no experimento 2, o conceito utilizado foi o movimento uniformemente acelerado, em que ocorre variação de velocidade, logo, o corpo sofre aceleração com o passar do tempo. Quando a variação de velocidade for igual em intervalos iguais, é considerado movimento uniforme, tendo uma aceleração constante diferente de zero.

1. Objetivos:
   
   A experiencia proposta está dividida em duas partes: estudo do movimento uniforme (MU) e do movimento uniformemente variado (MUV). Na primeira parte (MU), serão estudados dois corpos imersos em um fluido viscoso (esfera metálica e bolha de ar) e a segunda parte visa caracterizar o movimento uniformemente acelerado de uma esfera metálica no plano inclinado. Os objetivos específicos desta experiencia são:
   1. Determinar as velocidades médias de corpos em diferentes posições de um plano inclinado;
   2. Descrever os movimentos;
   3.  Determinar as funções horarias dos movimentos;
   4. Traçar e interpretar gráficos dos movimentos uniformes e uniformemente acelerado.
   
2. Aparato experimental e Dados:

• Materiais utilizados:

• Plano inclinado com ajuste angular de 0 a 45 graus com divisão de um grau e indicador de inclinação e com fluido empregado;
• Esfera metálica de 8mm de diâmetro confinada ao tubo de 400 mm contendo um fluido transparente;
• Esfera metálica solta;
• Imã encapsulado;
• Cronômetro;
• Régua;

• Experimento 1: Movimento Uniforme

        O plano Inclinado foi ajustado com uma inclinação de 15°, utilizando o imã encapsulado, a esfera metálica dentro do tubo, que contém o fluido transparente, foi situada em uma posição inicial de 0,00mm. Utilizando o cronometro, foi marcado o tempo decorrido para que a esfera metálica alcançasse a posição final de 400,00mm. Tal procedimento foi repetido 9 vezes, para diminuir a margem de erro, já que o instrumento utilizado não é 100% confiável e diminuir a porcentagem de falhas pelos profissionais.

Os resultados obtidos a partir dos experimentos estão especificados no gráfico abaixo:

[pic 1]

Gráfico 1.1: Medidas do tempo transcorrido do movimento da esfera metálica contida no tubo com fluido transparente.

        

Após a avaliação dos dados obtidos, para melhor “fidelidade” foi realizado a Média aritmética dos dados obtidos a partir dos experimentos.

Média =  = 6,873s        [pic 2][pic 3]

Após a obtenção dos dados, foi realizado o mesmo experimento agora utilizando a bolha indicadora de inclinação como objeto a ser estudado, contida no tubo com fluido transparente. Porém, esta foi inserida na posição inicial 400,00mm. Todos os meios foram mantidos. Foi cronometrado o tempo transcorrido para que a bola alcançasse a posição final de 0,00mm. O experimento foi repetido 9 vezes. Para fidelizar os dados obtidos.

        Os resultados obtidos a partir dos experimentos com a bolha estão especificados no gráfico abaixo.

[pic 4]

Gráfico 1.2: Medidas do tempo transcorrido do movimento da bolha no plano inclinado

        Após a execução do procedimento, foi realizado a média aritmética dos dados obtidos a partir dos experimentos.

Média =  = 5,646s[pic 5]

        Para realizar a velocidade média dos experimentos, será utilizado a média aritmética dos tempos obtidos a partir das análises.

        Os cálculos realizados estão na tabela a seguir:

	Esfera			Bolha
Deslocamento total ΔX	Intervalo de tempo médio (s)	Velocidade Média (mm/s)	Deslocamento total ΔX (mm)	Intervalo de tempo médio (s)	Velocidade Média (mm/s)
ΔX= 400mm	t = 6,873	V = 58,19	ΔX= -400mm	t = 5,646	V=-70,84

Tabela 1: valores do deslocamento, intervalo de tempo médio e velocidade média para o movimento da esfera e da bolha.

• Experimento 2: Movimento Uniforme

O Plano inclinado foi mantido a 15°, utilizando o imã encapsulado, a esfera metálica contida no tubo, foi situada na posição 0,00mm e foi mantida nesta posição até situar a bolha na posição 400,00mm. Após fixação de ambas nas posições descritas, foi observado a posição e o instante de encontro da esfera metálica e da bolha indicadora de inclinação. Tal procedimento foi repetido nove vezes, para fidelização dos dados e diminuição dos erros humanos.