Movimentos uniformemente diversos (MUV)

Eletricidade Básica Laboratório, Edwin Silva

19 de março de 2014

Introdução

O movimento uniforme é a velocidade do corpo que nunca muda. Ela permanece sempre a mesma, nem aumenta e nem diminui. Dizemos que ela é constante. Por causa disso, neste movimento a aceleração é sempre igual a zero. A aceleração mede o quanto a velocidade muda. Já que a velocidade aqui não muda a aceleração só pode ser igual a zero.

Fórmulas que podem ser usadas para este movimento.

S= S˳ + vt

Velocidade média Função horária do espaço

O movimento uniformemente variado é a velocidade do corpo que varia sempre da mesma maneira. Ela aumenta ou diminui uniformemente. A aceleração mede o quanto a velocidade muda a cada segundo.

Fórmulas que podem ser usadas para este movimento.

Função horária do espaço Função horária da velocidade

No movimento uniformemente variado (MUV) também podemos usar uma equação de Torrichelli onde não são dados valores para o tempo.

Para resolver qualquer problema, devemos identificar qual o tipo de movimento está sendo realizado. Identificamos a velocidade, ou se o corpo possui aceleração. Se a velocidade mudar de forma uniforme teremos MUV, e teremos também aceleração. Se a velocidade não mudar teremos MU.

Procedimento / Resultados

Neste experimento, foram realizadas medidas relativas ao deslocamento de um corpo em determinado tempo tanto no movimento retilíneo uniforme (MRU) quanto no movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), através de um aparelho denominado “colchão de ar”.

Parte 1 – Movimento retilíneo uniforme.

Foi Ajustada a posição dos sensores fotoelétricos, de forma que tenham uma altura adequada em relação ao carrinho e que estejam nivelados com o trilho. Mediu e anotou-se a distância entre os sensores de forma a eles possuírem distancia equivalentes. Anotou-se a precisão dos instrumentos de medida.

Posicionou-se o carrinho deslizante sobre o trilho de ar na horizontal de forma a ele permanecer na posição inicial sem apresentar nenhuma tendência a aceleração.

Foram ligados assim, os cronômetros e zerou-os. Estes cronômetros registram o tempo que o carinho analisado leva para percorrer a distancia, que já foi medida, entre os sensores.

Depois de feita esta observações gerais anteriormente, ligou-se o gerador de fluxo de ar e deu-se início ao movimento do bloco acionando-se a chave que corta a energização do eletroímã.

Com isso, começou-se a realizar o experimento de forma a registrar os intervalos de tempo indicados por cada sensor e obtiveram-se as velocidades médias.

Movimento Retilíneo Uniforme

X(m) ∆S(0) ∆S(1) ∆S(2) ∆S(3) ∆S(4)

20cm 20cm 20cm 20cm 20cm

t¹ (s) 0 0,982 0,983 0,974 0,932

t²(s) 0 0,994 0,976 0,968 0,932

t³(s) 0 0,988 0,969 0,968 0,932

t(4) s 0 0,937 0,936 0,922 0,879

Média tempo 0 0,975 0,966 0,958 0,918

V=m/s 0 0,205 0,207 0,208 0,217

Tabela:1

Parte 2 – Movimento retilíneo uniformemente variado.

Utilizando-se de um calço para inclinar o plano que foi utilizado anteriormente, foi realizado o experimento para o movimento retilíneo uniformemente variado.

Foi medido o ângulo de inclinação do trilho, onde essa inclinação corresponde a 5° graus, e ligaram-se os cronômetros e zerou-os.

Com isso, ligou-se o gerador de fluxo de ar e deu-se inicio ao movimento do bloco acionando a chave que corta a energização do eletroímã.

Registraram-se então os intervalos de tempo indicados por cada sensor. Com isso, começou-se a realizar o experimento de forma a registrar os intervalos de tempo indicados por cada sensor e obtiveram-se as velocidades médias. Para uma melhor precisão da medida, os experimentos foram realizados quatro vezes e com analisadores diferentes.

Movimento Variável

Posição da pista 0,05

x(m) ∆S(0) ∆S(1) ∆S(2) ∆S(3) ∆S(4)

20cm 20cm 20cm 20cm 20cm

t¹ (s) 0 0,361 0,394 0,398 0,407

t² (s) 0 0,259 0,285 0,288 0,292

t³ (s) 0 0,213 0,234 0,237 0,244

t(4) s 0 0,181 0,199 0,202 0,207

Média tempo t¹ 0 0,39 0,28 0,23 0,19

Vm= Si- So/ti 0 0,51 0,79 0,86 1,01

V(m/s) 0 0,786 1,236 1,599 1,982

Tabela:2

Análise dos Resultados

Dados os resultados podemos notar que os são quase iguais, porém a uma pequena diferença sendo isso nosso experimento do MRU está errado, pois este apresenta variação, sendo que no MRU os valores são iguais para todos os segmentos. O gráfico 1 demonstra os valores sendo que estes formam uma reta porem a uma mínima diferença o que nos prova que a algo interferiu, que foi o erro humano que no qual ao ativar o equipamento deveria ter uma precisão exata e isso e algo que não há possibilidade devido ao tempo de reação. Já no gráfico 2 fica mais evidente essa variação na velocidade media.

Gráfico 1: Posição por tempo

Gráfico 2: Velocidade por tempo

Utilizando o gráfico 2 podemos traçar um triângulo retângulo do qual podemos calcular, utilizando a formula de (b.h)/2 da imagem 1, a área deste e fazer uma comparação com relação a distancia.

area=(3,817x0,217)/2 = 0,414(m) sendo assim teremos 0,80-0,414=0,386(m)

Imagem 1: área do triangulo retângulo

f(x)=x0+v.t

O gráfico 3 apresenta os valores do MRV que apresenta variações com um crescimento devido a inclinação e ao efeito da gravidade que pode ter acelerado mais ainda o objeto, mas há também a possibilidade do equipamento se desregular conforme o experimento era desenvolvido.

Gráfico 3:Velocidade por tempo com inclinação de 5°

Gráfico 4: Velocidade media por tempo com inclinação de 5°

Gráfico 5: Posição media por tempo com inclinação de 5

Gráfico 6: Velocidade media por tempo com inclinação de 5°

Conclusão

Será preciso um pouco mais de aperfeiçoamento no experimento, pois, mesmo com medidas iguais, estaremos sempre sujeito a intervalos de tempos diferentes. Notamos que houve uma maior aceleração no primeiro tempo, isso ocorreu devido o grau de posição do trilho de Ar. Com base nesses testes ficamos surpresos com os resultados, levando-nos ao insucesso dos experimentos.

Nota: mesmo se tratando do mesmo experimento foram constatadas divergências nas tomadas de tempo. Trata-se de uma situação real: uma hipótese para essa variação é que haja um disparo automático no funcionamento do cronômetro, dispensando

Bibliografia

Fisica Geral, Roque Matias e André Frattezi,, Editora HARBRA, São Paulo, 2007.