Relatório Movimento Retilineo

1. Introdução Teórica

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. Estudaremos o movimento uniforme, uniformemente variado, lançamento vertical e uma composição de movimento vertical com o horizontal chamado de lançamento de projétil.

Na natureza tudo se move, os animais geram seus próprios movimentos e os vegetais e minerais são movidos por uma força externa provinda da própria natureza.

O conceito de movimento é de importância fundamental para a Física. Nesse experimento não serão levados em consideração os fatores que fizeram com que o corpo adquirisse movimento, mas sim o movimento em si, ou seja, o estudo da Cinemática. Entretanto devem ser levados em consideração dois outros fatores, que convergem para a definição de movimento: o tempo e o comprimento (espaço).

Se a velocidade do corpo permanece constante durante todo espaço percorrido, ou seja, a aceleração do corpo é nula, temos um Movimento Uniforme:

As equações da velocidade estão relacionadas a seguir.

Velocidade escalar média (VM)

A velocidade escalar média define-se como a razão entre o espaço percorrido (dado por Δs = s2 - s1) e o intervalo de tempo decorrido (Δt = t2 - t1):

Fonte: Navegolandia

Velocidade escalar instantânea (V)

A velocidade escalar instantânea é o limite da velocidade escalar média quando o intervalo de tempo se aproxima de zero. Matematicamente se calcula da seguinte maneira:

Fonte: Navegolandia

2. Objetivos

Orientar os alunos adquirirem conhecimentos sobre Física experimental, visando o estudo do movimento retilíneo e uniforme bem como a confecção de gráficos e analise dos mesmos.

3. Materiais utilizados

• Trilho de ar

• Cronômetro digital

• Cinco sensores fotoelétricos

4. Procedimento Experimental

4.1 – Montou-se o sistema conforme orientação do professor observando suas partes constituintes. Com os sensores fotoelétricos ligados testou-se o cronômetro (passando o dedo pelos feixes de luz) verificou se os comandos estavam sendo acionados normalmente.

4.2 – Determinou-se a distância entre cada sensor fotoelétrico. A distância do ponto de partida do carrinho sobre o trilho ao primeiro sensor deve ser tal que quando o carrinho passe por ele esteja em velocidade constante.

4.3 - Fixou um fio em uma das extremidades do carrinho e a outra extremidade a um suporte de massa. Este fio passa por uma roldana fixa na extremidade oposta ao ponto de partida do carrinho. O comprimento do fio deve ser o suficiente para que o suporte de massa entre em repouso (sobre um banco, ou a própria bancada) antes que o carrinho passe pelo primeiro sensor.

4.4 - Após o sistema estar pronto, ligou o compressor de ar.

4.5 – Certificou-se se o trilho estava nivelado.

4.6 – Liberou o carrinho e anotou os dados dos tempos, e mantendo o compressor de ar ligado, coloque o carrinho na sua posição de origem.

4.7 - Repetiu este procedimento cinco vezes, procurando liberar o carro sempre do mesmo ponto.

4.8 Construiu uma tabela (tabela 1) relacionando o espaço (x) e o tempo medido (t).

4.9 – Utilizou os dados das médias dos sensores S0 – S1, S1 – S2, S2 –S3 e S3 – S4 para calcular a velocidade, conforme tabela 2.

4.10 – Construiu um gráfico no Excel da posição em função do tempo x(t) usando o tempo médio, utilizando os tempos t0,1; t0,2; t0,3; t0,4.

4.11 – Traçou a “melhor reta” (linha de tendência) no gráfico e determinou a partir da equação da reta a velocidade do móvel.

4.12 – Comparou o valor médio da velocidade com o valor da velocidade obtido a partir do gráfico correspondente, determinando o percentual de erro.

5. Resultados Obtidos

Tabela 1. Espaços entre cada sensor e o tempo de percurso do carrinho

Espaço entre Tempo (s)

Sensor cada sensor (mm) Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Teste 5 Média

S0 - S1 90mm 0,19635 0,1867 0,1879 0,1932 0,1895 0,19074

S0 - S2 182mm 0,3984 0,3802 0,3816 0,39265 0,38515 0,3876

S0 - S3 282mm 0,62295 0,5948 0,59655 0,61365 0,602 0,60599

S0 - S4 382mm 0,84095 0,8033 0,8053 0,8281 0,81275 0,81808

S1 - S2 92mm 0,20205 0,1935 0,1937 0,1994 0,19565 0,19686