Movimento simples Uniforme Vários

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Resumo

O trabalho a seguir vem relatar o experimento realizado em laboratório, na área da cinemática, esse trabalho em si foi baseado no movimento retilíneo uniformemente variado, simulado com o auxilio de um trilho de ar que anula a força de atrito, e com um peso conectado ao cavaleiro por um fio que passa por uma roldana. O peso serve para dar aceleração ao cavaleiro caracterizando o MRUV. Então foram feitas duas corridas, e através de um sensor fotossensível foram coletados os dados de tempo, as massas do cavaleiro e do peso utilizado foram obtidas com ajuda de uma balança semi-analítica. Depois os dados foram analisados e os resultados esboçados graficamente, a fim de constatar o comportamento do movimento.

1-Introdução

O mundo e tudo que nele existe, está sempre em movimento. Mesmo objetos aparentemente estacionários, como uma casa estão em movimento devido à rotação da terra e sua orbita em torno do sol, e da orbita do sol na Via Láctea. Dentro da mecânica a ciência que estuda e compara esses movimentos é a cinemática. Eles possuem diversas características como trajetória, velocidade, aceleração, sentido. Isso que os classifica, um deles é o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado que é caracterizado por uma aceleração constante e diferente de zero, variando assim a velocidade do corpo. A velocidade do corpo poderá aumentar ou diminuir. Quando o movimento for acelerado, a velocidade irá aumentar, quando o movimento for retardado a sua velocidade ira diminuir. [1]

Esse movimento ocorre quando um corpo se desloca ao longo de uma trajetória retilínea, e com uma aceleração constante. O que significa que a velocidade do corpo apresenta sempre a mesma variação, a cada segundo que passa. Sua análise surgiu dos estudos de Newton, baseado nos estudos de Galileu. O MRUV é um movimento em que a sua velocidade escalar instantânea é variada, ou seja, diferente de zero, como a velocidade escalar é constante em todos os instantes, ela coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado. Varias formulas são utilizadas nos cálculos para análise desse movimento, gráficos facilitam sua compreensão. [2][3]

1.1 - Formulário

1.1.1 - Função média.

(1)

1.1.2 - Desvio padrão da média.

(2)

1.1.3 - Resíduo.

(3)

1.1.4 - Função horária do movimento

(4)

1.1.5 - Segunda Lei de Newton:

(5)

1.1.6 - Equação da aceleração do sistema:

(6)

1.1.7–Equação do desvio propagado da aceleração:

(7)

2 – Materiais

Para o experimento foram utilizados os seguintes materiais:

Trilho de ar: o trilho foi projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contado direto entre a superfície do trilho e superfície do corpo.

Cavaleiro: objeto que se movimenta sobre o trilho de ar.

Sensor fotossensível e sistema de aquisição dos intervalos de tempo

Régua de acrílico com linhas claras e escuras de espaçamento calibrado de 18 mm.

Chumbada.

Balança semi- analítica.

Linha 10.

Roldana.

Figura 1: sistema de dois corpos [2].

3 - Procedimento

O compressor de ar que alimenta o trilho foi ligado, aumentando o fluxo de ar até o necessário para eliminar o atrito do cavaleiro com o trilho depois o mesmo foi nivelado com o auxilio do próprio cavaleiro e a roldana alinhada, de forma que ficassem em condições adequadas para realização do experimento, a régua de acrílico com as marcações e sua altura em relação ao sensor fotossensível foram ajustados. A ponta de uma linha foi amarrada no cavaleiro e a outra em um peso de chumbo (chumbada) com um comprimento adequado para que o peso não ficasse muito próximo do chão tendo espaço de queda para fornecer a aceleração necessária, a massa de cada objeto juntamente com a linha foi medida na balança semi-analítica. Após a tomada das massas o cavaleiro foi posicionado no trilho de ar, foi conferido novamente o nivelamento, e a linha ajustada passando sobre a roldana localizada no final do trilho, afim de que o peso ficasse pendurado livremente.

Com o cronômetro já zerado para a aquisição de dados de tempo do cavaleiro este foi posicionado próximo do sensor para que a velocidade inicial fosse perto de zero. A partir do ponto inicial e com o sensor na posição necessária para cada medição, o cavaleiro foi solto e os tempos que o cavaleiro levou para percorrer os determinados intervalos de espaço foram cronometrados. Foi realizada uma segunda corrida respeitando os mesmos critérios da primeira. (tab. 1,2).

4 – Resultados e Análise

4.1 - Dados experimentais

Tabela1 –Dados experimentais da primeira tomada de tempo do cavaleiro

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