Acréscimo

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE FÍSICA - Mecânica Fundamental

CINEMÁTICA DA ROTAÇÃO – SISTEMA ARO

Turma: 270

Guilherme da Cruz Madruga

Juliano Alejandro N. Poveda

Maicon Henrique Klauck

Rafael Menezes Medeiros

Porto Alegre

2007

1. Objetivo

Através da experiência realizada em laboratório iremos analisar e identificar o movimento de uma bolha de ar dentro de um tubo com água.

1. Fundamentação Teórica

1. Movimento retilíneo

O movimento retilíneo é a forma mais simples de deslocamento, visto que os movimentos são ao longo de uma reta, quer seja horizontal, movimento de um carro, quer seja vertical, queda ou lançamento de um objeto. Como tudo ocorre em uma dimensão pode-se dispensar o tratamento vetorial mais rebuscado e tratarmos em termos de grandezas escalares, com o devido cuidado de analisar os sentidos de velocidades e as mudanças de sinais que são freqüentes quando redefinimos o eixo de referência.

1. Desenvolvimento

Com base nos vetores no ramo da física, fizemos um experimento simples com um tubo de vidro com água no seu interior, deixando apenas um pequeno espaço vazio, suficiente para criar uma pequena bolha de ar. Com auxílio de um cronômetro, uma régua milimetrada e um pequeno bloco de madeira, conseguimos analisar o movimento dessa bolha e respectivamente obter dados como: tempo do deslocamento (s) e sua velocidade (cm/s).

A figura a seguir demonstra o experimento

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

Régua milimetrada  

                  Bolha de ar

                                       Tubo de vidro com água

                                                                                            Bloco de madeira

Inclinamos levemente o tubo para que a bolha executasse um movimento lento e então, cronometramos 5 vezes o instante de tempo em que a bolha passa pelas posições 20, 40, 60, 80 e 100 cm para que pudéssemos plotar um gráfico e analisar a curva. A inclinação foi de dois níveis, na qual o grupo as definiu como sendo, baixa (ensaio 1) e alta (ensaio 2).

Essa variação na inclinação foi proporcionada pelo bloco de madeira, que possui um formato retangular, portanto utilizamos ele na horizontal (ensaio 1) e na vertical (ensaio 2).

Com os dados obtidos montamos as seguintes tabelas e gráficos:

Ensaio 1

Tabela l: Posição em função do tempo para a menor inclinação do tubo

x (cm)	0	20	40	60	80	100
t (s)	0	3,85	7,97	11,75	15,31	19,56
Velocidade (cm/s)	0	5,2	5,0	5,1	5,2	5,1

Ensaio 2

Tabela 2: Posição em função do tempo para a maior inclinação do tubo

x (cm)	0	20	40	60	80	100
t (s)	0	2,57	5,34	8,15	10,94	13,59
Velocidade (cm/s)	0	7,8	7,5	7,4	7,3	7,4

1. Gráficos

Gráfico da tabela 1 e 2 com a posição x (eixo das ordenadas) em função do tempo t (eixo das abscissas), ou seja, x=f(t). 

[pic 6]

Ensaio 1	Ensaio 2	Distância (cm)
Tempo (s)	Tempo (s)
0	0	0
3,85	2,57	20
7,97	5,34	40
11,75	8,15	60
15,31	10,94	80
19,56	13,59	100

Observando o gráfico podemos perceber que quanto maior for a inclinação (α), maior será a velocidade com que a bolha se desloca. A origem dessa informação é através da fórmula, onde a tangente do coeficiente angular nada mais é do que a distância dividida pela variação do tempo, obtendo assim a velocidade.

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