experimento 2 MU e MUV retilíneo e horizontal PDF

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Movimento uniforme, trilho de ar, cinemática,movimento uniformemente variado,lei de Stokes...

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N O ME DA D I SCIPL I N A : CURSO: ENG.AMBIENTAL/CIVIL/MECÂNICA/PRODUÇÃO/QUÍMICA

TÍTULO DA AULA: Experimento Nº 2 -Estudo do MU e MUV, Retilíneo e Horizontal OBJETIVO(s): Analisar a partir dos dados experimentais o movimento do móvel, a sua velocidade média e construir um gráfico da variação da posição em função do tempo e determinar a velocidade em função do tempo médio. Determinar se de acordo com os dados, o movimento pode ser classificado como retilíneo uniforme ou não, determinar se a velocidade escalar é positiva ou negativa. Introdução Movimento uniforme A análise do movimento é um problema fundamental em física, e a forma mais simples de abordá-la é considerar primeiro os conceitos que intervêm na descrição do movimento (cinemática), sem considerar ainda o problema de como determinar o movimento que se produz numa dada situação física (dinâmica). Para descrever o movimento, precisamos em primeiro lugar de um referencial, que, no caso unidimensional, é simplismente uma reta orientada, em que se escolhe a origem 0; a posição de uma partícula em movimento no instante t é descrita pela abscissa correspondente x(t). Medida do Tempo- Da mesma forma que uma régua permite medir distâncias marcando intervalos iguais de comprimento, um relógio é qualquer instrumento que permita medir o tempo, marcando intervalos de tempo iguais. Qualquer fenômeno periódico, ou seja, que se repete sem alteração cada vez que transcorre um intervalo de tempo determinado (período), pode em princípio ser associado com um relógio. Assim um dos "relógios" mais antigos foi provalvelmente associado com o nascer do sol, definindo o intervalo de um dia. Galileu utilizou como relógio as suas pulsações (batimentoscardíacos), com o passar dos anos surgiram outras forma de medir o tempo, os relógios de sol, relógios de água (clepsidras), relógios de areia (ampulhetas). Nenhum método mais preciso de medir pequenos intervalos de tempo era conhecido até 1581, quando Galileu, comparando as oscilações de um lustre da Catedral de Pisa com o ritmo de seu pulso, descobriu o isocronismo das oscilações do pêndulo, ou seja, que o período das oscilações permanecia o mesmo, embora a sua amplitude fosse diminuindo (Galileu, que naquela época tinha 17 anos e era estudante de medicina, aplicou logo esse resultado em sentido inverso, construindo um "pulsômetro", pêndulo de comprimento padrão destinado a tomar o pulso do paciente em hospitais). A partir dessa época, começaram a ser construídos relógios de pêndulo, acionados por pesos, e também relógios acionados por uma mola espiral, antecessores dos atuais. Quando a velocidade de uma partícula é constante, podemos dizer que há movimento uniforme. Para descrever esse movimento, utilizamos a função horária da posição. Quando uma partícula executa um movimento com velocidade constante em relação a um determinado referencial, dizemos que ela está em movimento uniforme (MU). A principal característica do movimento uniforme (MU) é a velocidade escalar constante. Quando um móvel qualquer se movimenta com velocidade escalar constante, não existe variação da velocidade escalar e, como consequência, a aceleração escalar. Trilho de ar

Galileu descreve um experimento com plano inclinado em favor de suas teses sobre a queda dos corpos, o experimento é descrito por uma esfera de bronze que desce sobre uma canaleta em uma viga de madeira inclinada, enquanto uma quantidade de água cai de um recipiente, para marcar o tempo, sua descrição impressiona por sua semelhança com a concepção atual de experimento. Antes da consideração do movimento acelerado e do movimento natural de queda, Galileu examina o movimento uniforme, ele relata que no movimento uniforme, para todos os tempos iguais um objeto percorre espaços iguais, e sugere o movimento uniformemente acelerado como aquele no qual em quaisquer tempos iguais há incrementos iguais na velocidade. Foi observado por Galileu , que ao passar óleo na esfera, diminuia seu atrito com a superfície da canaleta tendo assim um aumento na velocidade. No início da década de 60 foram introduzidos dispositivos com colchão de ar para o ensino das leis da mecânica física na ausência de atrito, que geralmente diminui consideravelmente a precisão das medidas de espaço e tempo. Desta forma, o trilho de ar foi projetado para diminuir as forças de atrito, fazendo com que um corpo se desloque sobre uma camada de ar, o que elimina o contato direto entre a superfície do trilho e superfície do corpo. Esse corpo será aqui chamado de carrinho. Este equipamento serve para estudar os movimentos: MRU e MRUV. De acordo com as leis de Newton quando um corpo qualquer se move sem atrito em plano inclinado, a componente P, do peso se cancela com a Força Normal, sendo assim, sua força resultante é responsável por sua aceleração. Se sua aceleração for constante, tem como equação: Cinemática A forma mais didática de se iniciar a cinemática é a partir do "movimento unidimensional", embora este seja apenas um caso particular do movimento geral num espaço euclideano tridimensional (como esse em que vivemos). O movimento unidimensional consiste no movimento de uma "partícula" restrita a uma reta. Quadro das relações entre as grandezas cinemáticas.

Notas: * O espaço (s) indica a posição do corpo ou objeto. * A velocidade escalar (V), indica a velocidade do corpo ou objeto, ou seja, se a velocidade escalar for o movimento será rápido, se a velocidade for devagar o movimento será lento, e se a velocidade for constante (nula), não haverá movimento. * A aceleração escalar (y), indica a mudança do movimento, ou seja, quando há uma grande aceleração, significa que a velocidade muda rapidamente, já quando há uma pequena aceleração, significa que a velocidade muda lentamente, e quando a aceleração escalar é constante (nula), sua velocidade não muda. Movimento Uniforme (MU) Movimentos que possuem velocidade escalar instantânea constante (não nula) são chamados movimentos uniformes. Portanto, se a velocidade escalar é a mesma em todos os instantes, ela coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado: v= vm= delta s/ delta t = constante # (diferente) 0 Sendo assim, no movimento uniforme, o móvel percorre distâncias iguais em em intervalos de tempo iguais. Função horária do MU No movimento uniforme, a velocidade escalar instantânia é constante e coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo. Portanto, de :

vm= ds/dt resulta v= ds/dt. Fazendo: ds - s - s0 e dt - t - 0 - t, vem: v= s-s0/ t == v.t=s-s0 == s=s0+vt (função horária do MU) Afunção horária do movimento uniforme é do primeiro grau em t. Nessa função s0 e v são constantes com o tempo; v é a velocidade escalar do movimento; v>0 quando o movimento é progressivo; v...