O estudo do movimento rectilíneo uniforme

Curso: Engenharia Civil Disciplina: Física Experimental

Professor: Marcos Túlio Turma: 3001

Turno: Noturno Semestre: 2º

Equipe: Franqlim Pereira, Manoel Alexandro, Eraldo Costa, Fabio Camara, Lucas Ribeiro, Luiz Eugênio, João Gomes

ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS EM MRU

Professor:

Rio de Janeiro, novembro de 2013

Resumo;

Estudo de Movimento Retilíneo Uniforme realizado em um plano inclinado para o experimento de encontro de dois móveis.

Este relatório visa comparar os valores medidos e os valores esperados do movimento de uma esfera de metal dentro de um tubo com fluido e a bolha de ar do mesmo.

Apesar de a aferição de tempo percorrido ter sido feito com um cronômetro acionado por nós alunos e o encontro dos móveis foi por aproximação do que estávamos vendo com a medida da régua, os valores encontrados foram satisfatoriamente próximos aos valores medidos.

Introdução

A primeira lei de Newton nos diz que: “se nenhuma força atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer nenhuma alteração” (HALLIDAY, Fundamentos da Física Vol. 1). Assim, Newton mostra que, um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e um corpo em movimento retilíneo uniforme precisa de uma força que supere a resistência oferecida pela massa inercial para modificar o seu movimento. O movimento retilíneo uniforme ocorre quando sua velocidade é constante diferente de zero e sua aceleração é nula.

Para estudar o M.R.U. (movimento retilíneo uniforme), utilizamos o equipamento Plano Inclinado Kersting, (conforme mostrado no esquema de montagem). O intuito deste estudo é a verificação do tempo que cada partícula leva para percorrer a mesma trajetória, estudar o ponto de encontro entre as partículas e comparar: tempo medido com tempo esperado; encontro entre os corpos medido e esperado.

Para tal, como base, utilizamos a equação da função horária em M.R.U:

S = S0 + VT (eq 1)

Onde:

S = posição final

S0 = posição inicial

V = velocidade e

T = tempo.

A mesma equação foi aplicada a bolha de ar e a esfera metálica. Como o equipamento estava inclinado a um ângulo de 15°, a esfera metálica percorria a trajetória do ponto 0 ao ponto 400mm, e a bolha de ar a trajetória contrária.

Figura 1: à esquerda trajetória da esfera e à direita trajetória da bolha de ar.

Após as aferições, foram calculadas as porcentagens de diferença entre as medidas encontradas no experimento e as esperadas.

Para calcular o tempo de encontro real com o calculado:

∆1 = Tc – Tm / Tc x 100 (eq 2)

Onde:

∆1 – Variação do Tempo

Tc – tempo calculado

Tm – tempo medido

E para o calculo de comparação entre o ponto de encontro medido e o calculado:

∆2 = Sc – Sm / Sc x 100 (eq 3)

Onde:

∆2 – Variação do Espaço

Sc – Espaço calculado

Sm – Espaço medido

Objetivo:

1° - Encontrar a equação para o tempo de encontro;

2° - Encontrar o valor esperado para o tempo de encontro utilizando a média das velocidades;

3° - Encontrar o ponto de encontro;

4° - Calcular o tempo calculado (Tc) com o tempo de encontro medido (Tm);

5° - Comparar o ponto de encontro (Sc) com o ponto de encontro medido (Sm).

Esquema de montagem:

Figura 2 imagem do Plano Inclinado, esfera metálica e imã similares ao utilizado no experimento.

Para o estudo dessa forma particular de movimento, foi utilizado o Plano inclinado, uma pequena esfera de metal com dimensões desconhecidas e um imã.

O equipamento foi ajustado a um ângulo de 15°, assim, foi possível a realização de 3 etapas do experimento.

Para a primeira etapa, a esfera foi posicionada na régua do equipamento a 0mm, na segunda etapa, a bolha foi nivelada com a régua a 400mm, e a terceira etapa foi a junção das etapas anteriores.

Procedimento experimental.

Etapa 1;

A esfera metálica foi posicionada em 0mm e presa através do imã.

Nesta etapa, soltávamos um imã e foi cronometrado o tempo que a esfera levou do ponto inicial de 0mm ao ponto final da régua do equipamento de 400mm.

Etapa 2:

Aqui, o mesmo foi feito com a bolha de ar, partindo do ponto inicial de 400mm para o ponto final de 0mm.

O equipamento era levantado até que a bolha de ar fosse nivelada, então soltávamos o equipamento e cronometrávamos o tempo que a bolha levou para o percurso.