RELATORIO DE FISICA - EXPERIMENTO 3

Introdução

Nesse experimento iremos estudar o conceito de movimento, bem como a sua analise é indispensavelmente importantíssima para a ciência. A parte da física que estuda o movimento é chamada de Cinemática. A cinemática, parte da mecânica que estuda o movimento sem se preocupar com suas causas, que possui dois tipos de movimentos: o retilíneo uniforme e o retilíneo uniformente variado.

Para conhecer a aceleração, temos de conhecer a variação de velocidade, e o intervalo de tempo em que ela ocorreu. A variação de velocidade nos diz o quanto ela mudou; e o intervalo de tempo nos diz se essa mudança foi rápida ou lenta. O conceito de aceleração está sempre relacionado com uma mudança na velocidade.

No movimento retilíneo uniformente variado (MRUV), variam a posição e a velocidade, sendo que a velocidade varia sempre na mesma razão, por isso o movimento é chamado de uniformemente variado. Mas no MRUV a aceleração não varia, ela é constante.

Objetivo

* Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniforme (MRU) e movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) em uma rampa com uma esfera de aço móvel;

* Determinar a distância e a velocidade média móvel em função do tempo e transcrevê-los nos gráficos;

* Calcular a velocidade obtida em função do tempo; o deslocamento; a posição em função do quadrado do tempo; calcular a aceleração da esfera.

Parte experimental

Material utilizado

* Uma rampa.

* Uma esfera de aço.

* Um cronômetro.

Procedimentos experimentais

1. Incline os trilhos da rampa em aproximadamente 2º depois solte a esfera da posição inicial. Complete a tabela de posições em função do tempo.

Posição 1°(ms) 2°(ms) 3°(ms) 4°(ms) 5°(ms) Média

X1 100mm 1,78 2,4 1,71 1,62 2,53 2,008

X2 200mm 2,43 3,03 2,43 2,71 2,5 2,620

X3 300mm 2,78 3,5 3,38 2,9 3,53 3,218

X4 400mm 3,81 4,04 4,13 3,97 4 3,990

2. Faça um gráfico das posições em função do tempo. Utilize a média do tempo.

3. Com os dados do procedimento um, complete a tabela abaixo. Sempre utilizando a média dos tempos medidos.

Deslocamento(m) Intervalo de tempo (s) Velocidade (m/s)

A Δxa = x1 – x0 = 0,1 Δta = t1 – t0 = 2,008 Va = Δxa/ Δta = 0,050

B Δxb = x2 – x3 = 0,2 Δtb = t2 – t0 = 2,620 Vb =Δxb/ Δtb =0,076

C Δxc = x3 – x0 = 0,3 Δtc = t3 – t0 = 3,218 Vc = Δxc/ Δtc = 0,093

D Δxd = x4 – x0 = 0,4 Δtd = t4 – t0 = 3,990 Vd =Δxd/ Δtd = 0,100

4. Faça um gráfico das velocidades obtidas em função do tempo.

5. Classifique o movimento. Ele é um movimento uniforme? Justifique.

É um MRUV – Movimento Retilíneo Uniforme Variável, pois a aceleração não varia, ela é constante.

6. Com base no procedimento um monte uma tabela da posição e do tempo ao quadrado. Utilize a média do tempo obtida na tabela 1.

Posição (m) Tempo ao quadrado (s2)

X0 = 0 (t0)2 = 0

X1 = 0,001 (t1)2 = 4,032

X2 = 0,002 (t2)2 = 6,864

X3 = 0,003 (t3)2 = 10,355

X4 = 0,004 (t4)2 = 15,920

7. Faça um gráfico das posições em função do quadrado do tempo.

8. A partir do gráfico do item sete encontre a inclinação da reta obtida.

9. Monte a equação de espaço em função do tempo eq. 2 para esse movimento.

x = x0t + at²

2

10. Monte a equação da velocidade em função do tempo eq.1 para esse movimento.

V = V0 + at

Conclusão

Em virtude dos dados coletados e aplicabilidades de conceitos físicos, nesse experimento, podemos entender e até mesmo visualizar que a cada nova posição da esfera, levava-se mais tempo para ela percorrer a rampa, e a velocidade também aumentava a cada nova posição, porém a aceleração é constante.

ETAPA 4

Passo 1

Para efetuar o resgate do Satélite, ao chegar ao local, o avião patrulha lança horizontalmente uma boia sinalizadora. Considere que o avião está voando a uma velocidade constante de 400 km/h, a uma altitude de 1000 pés acima da superfície da água, calcule o tempo de queda da boia considerando para a situação g = 9,8 m/s2 e o movimento executado livre da resistência do ar.

Resp.

1000 pés = 304,8

Y = Yo + Voy – gt²

304,8 = 0 + 0 – 9,8 t²

304,8 = - 9,8t² / 2

304,8 = -4,9t²

t² = 304,8/4,9

t²= 62,20

Raiz² 62,20 =

T = 7,88 s.

Passo 2

Com os dados da situação do Passo 1, calcule o alcance horizontal da bóia

Resp.

X = Xo + Vox . T

X = 0 + 111,1 . 7,88

X = 875,5 m.

Passo 3.1

Calcule para a situação apresentada no Passo 1, as componentes de velocidade da bóia ao chegar ao solo.

Resp.

V = 111.1 m/s

1000 pés = 304,8 m

S = 9,8 m/s²

∆h = Vot - gt²

304,8 = 0 – 9,8t²/2

304,8 = - 4,9t²

T² = 304,8/4,9

T² = 62,20

T = 7,88 s.

Passo 3.2

Determine a velocidade resultante da boia ao chegar à superfície da água.

Resp.

(77,32)² + (111,1)² = V²

V² = 12345,432 + 5978,3824

V² = 18323,814

V² = 135.36 m/s