Mudança uniforme de movimento rectilíneo

Universidade Federal do Ceará

Centro de Ciências

Departamento de Física

Graduação em Engenharia Civil

Relatório de Física Experimental:

Prática 04: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Aluno: Mirian de Sousa Santos. Matrícula: 363519

Curso: Engenharia Civil Turma: 05A

Professor(a): Samuel Bastos.

Disciplina: Física Experimental para Engenharia.

Fortaleza, 30 de abril de 2014

Sumário

1- Objetivos..........................................................................................................3

2- Material............................................................................................................3

3- Introdução Teórica...........................................................................................4

4- Procedimento Experimental.............................................................................6

5- Questionário..................................................................................................10

6- Conclusão......................................................................................................12

7- Bibliografia.....................................................................................................13

1. Objetivos

- Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento retilíneo uniformemente variado.

2. Material Utilizado

- Trilho de ar com eletroímã;

- Cronômetro eletrônico digital;

- Unidade geradora de fluxo de ar;

- Carrinho com três pinos (pino preto, pino ferromagnético e um pino qualquer);

- Chave liga/desliga;

- Cabos;

- Fotossensor;

- Paquímetro;

- Calço de madeira;

- Fita métrica.

3. Introdução Teórica

Grande parte dos movimentos que observamos não é uniforme. Um gato saltando do chão para o muro; uma folha que cai de uma árvore e é levada pelo vento; ou a água de um rio despencando por uma cachoeira.

Todos esses são movimentos não-uniformes, caracterizados pela mudança constante da velocidade de corpos como a folha, o gato ou a água. Esses movimentos possuem velocidade variável.

A velocidade é uma grandeza vetorial que mostra a rapidez com que um corpo se desloca. Há também uma grandeza que mostra a rapidez com que a velocidade varia, que se chama aceleração.

A característica fundamental do movimento retilíneo uniformemente variado (M.R.U.V) é o fato da aceleração ter um valor constante ao longo de todo o movimento, ou seja, a velocidade varia de maneira uniforme no tempo, "quantidades" iguais em intervalos tempos iguais.

Utilizaremos um trilho de ar para produzirmos um MRUV, Figura 3.1. Este plano sofrerá uma inclinação e será percorrido por um “carrinho” em um movimento com atrito desprezível.

Figura 3.1 - Trilho de ar.

Em um sistema com aceleração constante, o módulo da mesma é calculado como o quociente entre a variação de velocidade e a variação de tempo:

a = ∆v/∆t (3.1)

Em movimentos assim pode-se obter as seguintes funções horárias:

Velocidade em função do tempo:

v = v₀ + a.t (3.2)

Posição em função do tempo:

S = S₀ + V₀t + ½.at² (3.3)

Onde S₀ consiste na posição inicial do objeto, V₀ representa a velocidade inicial do mesmo, t é o tempo e “a”, a aceleração.

Observe a imagem a seguir:

Figura 3.2 – Exemplo de movimento.

E através das duas equações anteriores pode-se encontrar a Equação de Torricelli:

V² = V₀² + 2.a.Δs (3.4)

Manipulando as equações dadas, fazendo S₀ = 0 na equação 3.3 ao mesmo tempo que se sabe que o carrinho parte do repouso (V₀ = 0), encontra-se:

x = ½.at² (3.5)

Para encontrar-se a aceleração:

a = 2x/t² (3.6)

E a equação a seguir pode ser obtida substituindo V₀ = 0 e substituindo a equação 3.6 na equação 3.2:

v = 2x/t (3.7)

4. Procedimento