Relatório de Física Experimental - Movimento Retilíneo Uniforme

Relatório de Física Experimental - Movimento Retilíneo Uniforme

CENTRO DE CIÊNCIAS

Departamento de Física

Prática III: Movimento Retilíneo Uniforme

Glauber Jean Alves Narciso

Fortaleza, 2012

Glauber Jean Alves Narciso

Relatório Científico apresentado como requisito pós aula de laboratório para obtenção da nota parcial da Disciplina de Física Fundamental I - parte prática, do curso de Licenciatura em Física, na Universidade Federal do Ceará. Profº. Dr. Eduardo Bedê.

Fortaleza, 2012

Sumário

Objetivo:

Este experimento tem como objetivo a realização dos procedimentos que demostram o Movimento com velocidade escalar positiva e negativa, tal como demonstrar os resultados obtidos graficamente para uma melhor compreensão do leitor.

Material:

Perfis de PVC

Cronômetro

Carrinho

Fita métrica

Calculadora Científica Casio fx – 82MS

Introdução Teórica:

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME:

Denomina-se Movimento Retilíneo quando a trajetória é uma linha reta, e Movimento Uniforme quando a velocidade escalar do móvel é constante em qualquer instante ou intervalo de tempo, significando que, no movimento uniforme o móvel percorre distâncias iguais em tempos iguais.

Dessa forma podemos concluir que Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U.) é definido como aquele que possui velocidade instantânea constante. Decorre, imediatamente, da definição que a velocidade escalar média é também constante, para qualquer intervalo de tempo, e seu valor coincide com o da velocidade escalar instantânea. Isso é o mesmo que dizer que o móvel percorre uma trajetória retilínea e apresenta velocidade escalar constante.

Suponhamos que a velocímetro de um automóvel indique o mesmo valor durante todo um intervalo de tempo, como, por exemplo, 90 Km/h. Dizemos que o movimento do automóvel nesse intervalo de tempo é uniforme.

Exemplo:

Consideremos uma tartaruga que têm velocidade escalar constante e diferente de zero igual a 10 m/s e que percorra uma trajetória retilínea.

Digamos que a cada segundo calculemos a distância percorrida.

A distância percorrida a cada segundo será de 10 cm, o que significa dizer que sua velocidade escalar é igual a V = 10 cm/s.

Baseado nas difinições e experimento que vimos acima, podemos dizer que a velocidade de um móvel é dada pelo seu deslocamento por unidade de tempo, ou seja, V = Vinst = Vmédia

Sendo:

Vm =

FUNÇÃO HORÁRIA DO M.R.U.

Sendo o espaço inicial correspondenteao instante t = 0 e Sendo S o espaço num instante t, vem :

Aplicando na equação Vm = :

V =

S - = V.(t - 0)

S = + + V.t

GRÁFICOS DO M.R.U.

Figura 2: Representação geométrica do deslocamento Δx.

Figura 1 : Gráfico MRU

No primeiro gráfico podemos acompanhar o comportamento de uma partícula que se desloca de acordo com a equação horária do espaço. Ou seja, conforme uma função do 1º grau. Já na segundo vemos um gráfico que enfatiza a velocidade constante, símbolo do MRU.

O MOVIMENTO PROGRESSIVO E O RETRÓGRADO

Progressivo

O movimento e chamado progressivo quando o móvel caminha a favor da orientação positiva da trajetória. Seus espaços crescem no percurso do tempo e sua velocidade escalar e positiva.

Retrógrado

O movimento e chamado retrogrado quando o móvel caminha contra a orientação positiva da trajetória. Seus espaços decrescem no decurso do tempo e sua velocidade escalar é negativa.

Procedimento 1: Movimento com Velocidade Escalar Positiva

    1. Preencha os outros campos da tabela

S (cm)

Medidas de t (s)

Médias de t (s)

Velocidade média no percurso S, V = (cm /s)

30

4,12

4,11

V = = = V = 7,29 cm/s

4,07

4,16

60

7,90

7,70

V = = = V = 7,80 cm/s

7,53

7,69

90

11,75

12,24

V = = = V = 7,35 cm/s

11,72

13,27

120

17,91

17,56

V = = = V = 6,83 cm/s

17,58

17,17

150

20,23

20,52

V = = = V = 7,30 cm/s

20,07

21,27

Tabela 3.1. Resultados Experimentais

    1. Faça o gráfico da Posição do carrinho versus tempo com os dados da tabela 3.1

Tabela 1 - Análise de Dados

Instante (s)

Posição (cm)

Velocidade (cm/s)

4,11

30,0

7,30

7,70

60,0

7,79

12,24

90,0

7,35

17,56

120,0

6,83

20,52

150,0

7,31

    1. Faça o gráfico da Velocidade do carrinho versus tempo com os dados da tabela 3.2

Intervalo (cm) (cm)

(cm)

(s)

Vm = (cm/s)

0 30

30

4,11

7,30

30 60

30

7,70 – 4,11 = 3,59

8,36

60 90

30

12,24 – 7,7 = 4,54

6,61

90 120

30

17,56 – 12,24 = 5,32

5,64

120 150

30

20,52 – 17,56 = 2,96

10,14

Tabela 3.2. Cálculos das Velocidades Médias

Tabela 2 - Análise de Dados

Intervalo "ΔS" (cm)

Instante "Δt" (cm)

Velocidade (cm/s)

V =

 

30,00

4,11

7,30

30,00

3,59

8,36

30,00

4,54

6,61

30,00

5,32

5,64

30,00

2,96

10,14

Procedimento 2: Movimento com Velocidade Escalar Negativa

    1. Preencha os outros campos da tabela

X (cm)

Medidas de t (s)

Médias de t (s)

Velocidade média no percurso X, V = (cm /s)

30

4,31

4,13

V = = = V = - 7,26cm/s

4,01

4,09

60

8,44

8,34

V = = = V = - 7,19 cm/s

8,23

8,36

90

12,51

12,54

V = = = V = - 7,17 cm/s

12,46

12,67

120

16,70

16,34

V = = = V = - 7,34 cm/s

16.57

15,77

150

23,63

24,23

V = = = V = - 6,19 cm/s

23,93

25,13

Tabela 3.1. Resultados Experimentais

    1. Faça o gráfico da Posição do carrinho versus tempo com os dados da tabela 3.1

Tabela 3 - Análise de Dados

Instante (s)

Posição (cm)

Velocidade (cm/s)

4,13

120,0

-7,26

8,34

90,0

-7,19

12,54

60,0

-7,18

16,34

30,0

-7,34

24,23

0,0

-6,19

    1. Faça o gráfico da Velocidade do carrinho versus tempo com os dados da tabela 3.2

Intervalo (cm) (cm)

(cm)

(s)

Vm = (cm/s)

0 30

- 30

4,13

- 7,26

30 60

- 30

8,34 – 4,13 = 4,21

-7,13

60 90

- 30

12,54 – 8,34 = 4,20

- 7,14

90 120

- 30

16,34 – 12,54 = 3,80

-7,89

120 150

- 30

24,23 – 16,34 = 7,89

-3,80

Tabela 3.2. Cálculos das Velocidades Médias

Tabela 4 - Análise de Dados

Intervalo "ΔS" (cm)

Instante "Δt" (cm)

V =

Velocidade (cm/s)

 

-30,00

4,13

-7,26

-30,00

4,21

-7,13

-30,00

4,20

-7,14

-30,00

3,80

-7,89

-30,00

7,89

-3,80

Questionário (Respostas)

1. Descreva o procedimento adotado para determinar a velocidade máxima do carrinho.

A velocidade máxima do carrinho foi adotada tomando a mesma distância percorrida, todavia regulamos a velocidade do carrinho para máxima.

2. Estime a distância em quilômetros da sua casa até o laboratório de física. Estime também o tempo em horas, que você leva neste percurso. Calcule então a velocidade média em km/h.

A distância é de aproximadamente 14,0 Km. Digamos que minha velocidade média seja de 60 km/h o tempo estimado será de :

Utilizando a equação: V = = =

3. Expresse as velocidades mínima e máxima do carrinho, Procedimento 1, em km/h.

Velocidade Máxima: 7,80 km/h

Velocidade Mínima: 6,83 km/h

4. Um atleta olímpico consegue correr 100m em cerca de 10.0 s. Qual a velocidade média do atleta em m/s? e em km/h?

Vm= Vm= Vm = 10 m/s ou 36 km/h

5. A velocidade média é sempre igual a média das velocidades? Justifique.

Sim, pois a razão e a mesma em todos os pontos da reta

6. Qual o significado físico do coeficiente angular do gráfico de “x” contra “t”? E de “v” contra “t”?

No gráfico “x” contra “t” quanto menor o coeficiente angular maior será à distância e o percorrido, e quanto menor o coeficiente angular menor será o e o . O que significa dizer que quando estiver tendendo zero, a velocidade nesse instante será instantânea.

Já o gráfico “v” contra “t” quanto menor o coeficiente angular maior será à distância e quanto menor o coeficiente angular menor será o . O que significa dizer que quando estiver tendendo zero, a aceleração nesse instante será instantânea.

Conclusão:

No experimento executado nesta aula vimos o movimento retilíneo uniforme, onde a velocidade é a mesma na razão entre o espaço e o tempo no gráfico do MRU. Vimos ainda o movimento progressivo e retrógrado.

Os diferentes resultados nas medições foram ocasionados pela má manipulação e influencias externas que modificaram a velocidade padrão do experimento. Como exemplo temos o atrito existente quando o carro toca lateralmente na pista (PVC), além disso podemos considerar possíveis falha no mecanismo do carro podendo ocasionar maior ou menor velocidade escalar.

Referência e Bibliografia:

Sites:

  1. http://educar.sc.usp.br/fisica/muteoria.htm

  2. http://www.brasilescola.com/fisica/movimento-progressivo-movimento-retrogrado.htm

  3. CALCADA, CAIO SERGIO - Autor, Física clássica.

  4. Gualter & Newton & Helou, Tópicos de Física

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