O Movimento retilíneo uniforme

1. Introdução

O Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), é regido pela primeira lei de Newton, caracterizado por ter a velocidade constante. Esse fato é decorrente de que, quando em MRU, o corpo não sofre nenhum efeito de aceleração, ou seja, é um vetor nulo (não ocorre a variação do módulo, direção ou sentido). Além disso, o MRU pode ser dividido em progressivo ou retrógrado, sendo que no movimento progressivo o móvel caminha a favor da orientação da trajetória, seus espaços crescem no decurso do tempo e sua velocidade escalar é positiva. Já no movimento retrógrado o móvel caminha contra a orientação da trajetória, seus espaços decrescem no decurso do tempo e sua velocidade escalar é negativa.

O trilho de ar é um sistema que gera um colchão de ar entre o trilho, esse tipo de equipamento é projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o carro se desloque sobre um jato de ar comprimido, o que elimina o contato direto entre o carro e a superfície do trilho, no qual ele desliza, possibilitando, então, o estudo do MRU. O centelhador acoplado ao trilho é capaz de emitir faíscas que marcam a posição do carrinho naquele momento em uma fita termo sensível em uma frequência na qual a incerteza associada pode ser desprezada. O trilho tem como componentes: compressor de ar, mangueira flexível, sensores fotoelétricos, cronometro, chave, eletroímã e o “carro”, formando um aparelho que tem como intuito uma minimização das forças de atrito.

1. Objetivos

O objetivo do experimento é investigar o movimento descrito pelo corpo isento de aceleração através de medidas de tempo. Possibilitndo situações onde é possível analisar e construir os conceitos relacionados aos tipos de movimentos, MRU.

1. Materiais e Métodos

3.1 Materiais

● Trilho de ar

● Régua fixa ao trilho

● Bomba de ar

● 5 sensores fotoelétricos

● Cronômetro digital com 5 aferições

● Carrinho para trilho de ar

● Eletro-ímã

● Flutuador

1. Métodos

• Primeiramente aloca-se os 5 sensores em 10 cm, 20 cm, 30 cm e 40 cm da régua fixa ao trilho de ar. Em seguida coloca-se um peso de 2g na extremidade do fio. O peso na extremidade do fio não encostou na mesa, ele foi ajutado para cair pea lateral da mesa permitindo o movimento livre e total do carrinho sob o trilho de ar.
• Fixa-se o carrinho no eletroímã e ajustar a tensão aplicada ao eletroímã para que o carrinho fique fixo.
• Zerou-se o cronômetro e ligou-se a bomba de ar para romper o atrito entre o trilho de ar e o carrinho.
• Libera-se o carrinho sobre o trilho, ativando simultaneamente o cronômetro.
• Observou-se os instantes marcados no cronômetro e anotou-se os valores em que carrinho passo pelo sensores fotoelétricos 1,2,3, 4 e 5.
• Realizou-se esse procedimento dez vezes.
• Em seguida realizou-se a média dos instantes encontrados nos sensores 1,2,3,4 e 5.
• Plotou-se um gráfico no software Origin,a partir dos espaços determinados anteriormente e dos instantes médios encontrados.
• Com auxílio do software Origin, também determinou-se o coeficiente angular e linear, além da realização também do cálculo da variância dos y e do erro padrão do estimador de inclinação.
• Após esse procedimento, obteve-se a formula da velocidade.

1. Resultados

Os resultados estão apresentados nas tabelas a seguir. As tabelas apresentam os valores das médias dos tempos de passagem do carrinho pelo sensores igualmente espaçados, juntamente com o desvio padrão e o erro.

Tabela 1 – Valores dos tempos obtidos e seus respectivos erros e desvio padrão.

Também foi calculado os intervalos de deslocamento do carrinho, sendo ∆x1 a distância do eletroímã até o primeiro sensor. ∆x2 a distância do eletroímã até o segundo sensor e assim sucessivamente até o quinto e último sensor, ∆x5.

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