Mru (movimento retilíneo uniforme)

Mru (movimento retilíneo uniforme)

UNIVERSIDADE FEDERAL de ALAGOAS (UFAL)

Leonardo Silva Moreira

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO DE MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

Maceió

Junho, de 2013

UNIVERSIDADE FEDERAL de ALAGOAS (UFAL)

Leonardo Silva Moreira

RELATÓRIO DO EXPERIMENTO DE MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

Trabalho solicitado pelo professor wellington, com requisito para obtenção de nota na disciplina de física experimental 1.

Maceió

Junho, de 2013

Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)

I. RESUMO Este relatório irá demonstrar detalhadamente os matérias e procedimento adotado, com a obtenção de resultados iremos demostrar as principais características do MRU (Movimento Retilíneo Uniforme), com base na experiência realizada em laboratório de física I. Mostraremos um breve contexto histórico do surgimento dos estudos deste movimento e quem foi seu criador e porque ele ainda é utilizado até hoje.

A partir dos dados experimentais obtidos, analisaremos a sua velocidade média, construiremos dois gráficos, o primeiro da variação da posição em função do tempo para um melhor entendimento, e o outro da velocidade em função do tempo. Esse relatório tem como objetivo comprovar, por meio deste experimento e pelo estudo do mesmo, que a velocidade escalar é constante e não nula somente se a força resultante aplicada a ele for nula.II. INTRODUÇÃO O movimento retilíneo uniforme (MRU) surgiu dos estudos de Newton, baseado nos estudos de Galileu. O MRU é um movimento que a sua velocidade escalar instantânea é constante, 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. A sua aceleração é nula, igual a zero. Com isso fica claro que é um dos movimentos mais simples estudados na cinemática, aparecendo raramente em nossas vidas práticas. Esse se divide em progressivo e regressivo, sendo que no movimento progressivo, é quando o corpo se desloca a favor da orientação da trajetória, seus espaços crescem no decorrer do tempo e sua velocidade escalar irá ser positiva. Já no retrógado, o corpo se desloca contra a orientação da trajetória, seus espaços decrescem no decorrer do tempo e sua velocidade escalar é negativa. O objetivo deste é determinar a velocidade média, construir por meio de dados experimentais dois gráficos uma variação da posição em função do tempo (S=f(t)), e outro da velocidade em função do tempo (v=f(t)), esses oriundos deste experimento realizado em laboratório (detalhado abaixo) e identificar a partir do gráfico (S=f(t)) o MRU. Mostrar que a velocidade escalar é constante e não nula, comprovando que uma vez que não se tem aceleração, sobre qualquer corpo a resultante das forças aplicadas é nula. III. TEORIA Segundo Halliday, ao estruturar os princípios da mecânica, Isaac Newton se baseou em estudos de grandes físicos que o precederam, entre eles Galileu. Dessa forma criou a primeira lei que ficou conhecida como “Primeira lei de Newton”. [1] Galileu Galilei (1564-1642), foi o criador do método experimental, em suas experiências, verificou a existência do MRU sem a ação de força. Segundo Galileu, Movimento Retilíneo Uniforme é o movimento no qual a velocidade permanece constante durante todo o percurso de um corpo. A velocidade é constante e diferente de zero (V≠0) e a aceleração é nula (a = 0). Em vista disso, a primeira lei de Newton nada mais é do que uma síntese das idéias de Galileu relativas á inércia, e, podemos medir a inércia de um corpo através da massa, portanto quando maior a massa de um corpo maior é a sua inércia, isso é, maior a sua capacidade de manter-se no estado em que se encontra, seja em movimento ou em repouso. A lei é caracterizada pelo seguinte enunciado: “Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU)”. Desta forma, tanto Galileu quanto Newton, percebeu que um corpo pode se movimentar sem que nenhuma força esteja atuando sobre ele. A forma do gráfico da posição em função do tempo de um movimento retilíneo uniforme sempre será uma reta inclinada. [1]Para que possamos entender melhor o MRU vamos verificar alguns conceitos:M - Movimento: É o deslocamento de um corpo em relação a um referencial.R - Retilíneo: É a trajetória reta.U - Uniforme: sem variação do módulo da velocidade. Assim, o movimento retilíneo uniforme é aquele em que trajetória é uma reta e cujo módulo da velocidade permanece constante. Entretanto o MRU pode ser dividido em progressivo e regressivo. Movimento progressivo é o movimento cuja velocidade é positiva, já o movimento regressivo é o movimento cuja velocidade é negativa. IV. PARTE EXPERIMENTAL Materiais Utilizados:* dois sensores fotoelétricos,* Trilho de ar,* Cronômetro,* Trena.Procedimento: Este experimento começou com os ajustes do equipamento do trilho de ar, Ajustamos de maneira que houvesse os mínimos erros. Após isto começamos o experimento, ligamos o equipamento para que comece a sair o ar pelos pequenos orifícios do trilho de ar, assim o carrinho não vai ter atrito nenhum com o trilho. Largamos o carrinho em um determinado ponto do trilho antes dos sensores, onde nesse ponto iremos largar dez vezes ele. Com isso o carrinho começa a andar, sem aceleração nenhuma e sem nenhuma força também. A partir daí quando o carrinho passa pelo sensor 1, o cronômetro é largado, após ele passa pelo sensor 2 nós dando o tempo 1 (o tempo 1 é o tempo que o carrinho percorreu do sensor 1 até o sensor 2), esse processo é repetido mais 2 vezes nós dando os valores do tempo 1,2,3, para cada ∆x, como mostra a tabela 1.tabela1

Massa

X0 (m)

X (m)

∆X (m)

t1

t2

t3

tm

Vm

01

0,40

0,60

0,20

0,676

0,679

0,673

0,676

0,29

02

0,40

0,70

0,30

1,076

1,094

1,101

1,090

0,27

29,70g

03

0,40

0,80

0,40

1,455

1,431

1,429

1,438

0,27

04

0,40

0,90

0,50

1,809

1,774

1,808

1,797

0,27

Media

0,275

Tabela2

Massa

X0 (m)

X (m)

∆X (m)

t1

t2

t3

tm

Vm

01

0,40

0,60

0,20

0,629

0,626

0,620

0,625

0,32

02

0,40

0,70

0,30

0,906

0,904

0,901

0,903

0,33

49,05g

03

0,40

0,80

0,40

1,215

1,203

1,200

1,206

0,33

04

0,40

0,90

0,50

1,352

1,451

1,476

1,426

0,35

Media

0,332

IV. RESULTADO E ANÁLISE DE DADOS

após analisarmos os dados da tabela 1, utilizamos a equação para determinar o percentual de erro para a velocidade do carrinho, tiramos o tempo médio com a equação: , em seguida com a equação: V = obtivemos a velocidade media.

Após termos feito o gráfico no papel log log, calculamos seu coeficiente angular e linear, usamos para calcular o coeficiente angular a equação: = = 0,50m, já o coeficiente linear é igual ao X0 sendo por tanto igual a 0,2m, assim pode-se afirmar que a taxa de erro para o coeficiente linear é nula.

Comparando o valor de Vm com o coeficiente angular, notamos que Vm esta um pouco a cima do coeficiente angular. Feito isso obtivemos a equação horaria do carrinho que é: x=x0+Vt→ x = 0,2+0,27t após construímos o gráfico V f(t)

V. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO Os diferentes resultados nas medições, ou seja, erros podem ter sido ocasionados por erros na manipulação do carrinho, erro de ajustes e também outras influências externas que modificaram a velocidade padrão do experimento. Um dos erros enxergados além de pequenos, na hora da realização do experimento os sensores pareciam não estar bem fixados, assim ficando frouxos. Que após medirmos e reajusta-los ele não se fixavam na posição realmente correta. Após realização do experimento, obtendo resultados e análises é possível concluir que no MRU a velocidade é a mesma em todos os instantes de tempo e que a aceleração será sempre nula. E que o coeficiente angular possui relação com a inclinação da reta e com a velocidade escalar, devido ser igual à posição da tangente do ângulo, onde, o mesmo é igual à taxa de variação entre o espaço em função do tempo percorrido pelo carrinho.

VI. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS[1] Halliday, Resnick, Walker, Fundamentos de Física, v.1, 7ª ed., Editora LTC.

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