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Relatorio do experimento de MRU E MRUV...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA (UFRB) CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS (CETEC)

GCET-095 (P) – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I

RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA MRU E MRUV

Cruz das Almas - BA 2019 •

INTRODUÇÃO

Como primeiro passo no estudo da Mecânica Clássica, descrevemos o movimento de um corpo ignorando as interações com agentes externos que podem estar causando ou modificando aquele movimento. Esta parte da Mecânica Clássica é chamada cinemática. (A palavra cinemática tem a mesma raiz de cinema.). No nosso dia a dia, sabemos que o movimento de um corpo representa uma mudança contínua na sua posição. Na Física, podemos categorizá-lo em três tipos: translacional, rotacional e vibracional. Um carro viajando em uma rodovia é um exemplo de movimento translacional; a Terra girando em seu eixo, rotacional; e o movimento para a frente e para trás de um pêndulo, vibracional.

Neste capítulo e nos próximos, vamos nos concentrar no movimento translacional 1.1.Referencial teórico O movimento retilíneo uniforme (MRU) é definido como um movimento de um móvel em relação a um referencial. Este movimento possui velocidade constante, pois não se tem aceleração, e pode ser representado por uma reta de forma uniforme. Assim, é possível dizer que o móvel percorreu distâncias iguais em intervalos de tempo iguais, que torna a velocidade média igual a velocidade instantânea. Sabendo de todos esses detalhes, podemos representar a função horária do MRU com a expressão:X = Xo + Vt (1) O movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) demonstra que a velocidade varia uniformemente em razão ao tempo. Ele pode ser definido como um movimento de um móvel em relação a um referencial ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é sempre constante. Sendo assim, podemos dizer que a velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempos iguais.No MRUV a aceleração média é exatamente igual a sua aceleração instantânea.Sabendo-se que a aceleração no MRUV permanece constante podemos calcular a variação do espaço de um móvel no decorrer do tempo pela seguinte equação:

S=So+Vot+at2/2 (2). Se substituirmos a equação

V= vo+at na equação S=So+Vot+at2/2, teremos a equação de Torricelli:

V2=v02+2\u3b1\u394s (3). Equação 1- Velocidade média =

Equação 2- Incerteza combinada= Incerteza do tipo A (Desvio padrão

sobre Raiz de N-Quantidade de medidas + Incerteza tipo B- erro do instrumento.

Desvio padrão-

1.2. Objetivos Gerais e específicos

Executar medidas de tempo relacionadas ao deslocamento realizado pela bolha de ar e a bola de aço em um plano inclinado, a fim de aprender e presenciar a posição do movimento retilíneo uniforme (MRU) e o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) assim como: posição, velocidade e tempo ou aceleração.

Entender as características dos movimentos (M.R.U) e (M.R.U.V) e os cálculos obtidos. Analisar os movimentos da Esfera, Bolha de ar e de ambos ao mesmo tempo. Determinar o tempo e a distância por meio de um cronômetro. Determinar a velocidade média através de medição, deslocamento e intervalos de tempo.

1.3. Metodologia

Neste experimento foram realizadas aferições em relação ao tempo em que uma esfera de aço e uma bolha percorriam determinado deslocamento para marcação dos tempos obtidos de acordo a distância percorrida.

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METODOLOGIA

2.1. Materiais Utilizados

• 1(uma)base de sustentação principal com um plano inclinado articulável com escala de 0° a 45° • 1(um) tubo lacrado contendo óleo, uma esfera de aço e bolha. • 1 (um) imã. • 1 (um) cronômetro. • 1 (uma) esfera de aço.

2.2. Procedimentos Foi tomada do ponto 0 até o eixo de interesse, obtendo assim 5 medidas, sendo elas: ∆t1 = , ∆t2 = , ∆t3 = e ∆t4 = ∆t5. A fim de executar essas medidas foram utilizados uma base de sustentação principal com um plano inclinado articulável e um cronômetro. Para iniciar a coleta de dados em relação a esfera de aço, o plano foi elevado 10º da horizontal, onde com o auxílio de um imã, foi posicionada a esfera de aço na origem do plano. A esfera foi liberada e no mesmo instante foi disparado o cronômetro, o qual foi parado quando a esfera passou pela posição x1 = 100mm. Foi feita uma tabela (Tabela X) na folha de dados, onde foram anotadas a posição ocupada pelo móvel e o tempo marcado. A mesma operação foi realizada para as posições x2 = 200mm, x3 =3 00mm e x4 = 400mm. Foi calculada a velocidade média, desvio padrão, incerteza combinada e valor médio de cada um dos percursos, a fim de que a tabela fosse completada. Após isso, o mesmo procedimento foi feito com as posições x1 = 400-300mm, x2=400-200mm e x3 = 400100mm e x4=400-0mm, anotado na (Tabela X).

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RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1. Medidas Tabela 1- Dados experimentais obtidos com a esfera em MRU.

Tempo (s)

Medidas 1ª

1º Intervalo 5,78

2º Intervalo 12,53

3º Intervalo 18,46

4º Intervalo 24,26

2ª

6,13

12,30

18,31

24,36

3ª

6,15

12,48

18,40

24,26

4ª

6,08

12,15

18,22

24,16

5ª

6,22

12,42

18,23

24,23

Valores Médios

6,07

12,98

18,32

24,25

Velocidade Média (mm/s)

16,47

15,41

16,38

16,49

Tabela 2 - Dados experimentais obtidos com a bolha. Tempo (s)

Medidas 1ª

1º Intervalo 4,30

2º Intervalo 7,72

3º Intervalo 12,20

4º Intervalo 17,55

2ª

4,60

8,23

12,18

17,76

3ª

4,06

8,73

13,80

18,26

4ª

3,88

7,76

11,49

17,97

5ª

4,08

7,46

10,96

18,16

Valores Médios

4,18

7,78

12,13

17,94

Velocidade Média (mm/s)

23,92

25,71

24,73

22,30

Tabela 3 - Posição e tempo de encontro da esfera com a bolha.

Encontro Medidas

Posição (mm)

Tempo (s)

1ª

260

9,26

2ª

250

9,50

3ª

250

9,92

4ª

250

9,76

5ª

260

9,35

254

9,56

Valores Médios

Tabela 4 - Dados experimentais obtidos com a esfera executando um MRUV. Tempo (s)

Medidas

1ª

1º Intervalo 0,95

2º Intervalo 1,29

3º Intervalo 1,60

4º Intervalo 1,83

2ª

1,13

1,35

1,73

1,89

3ª

1,09

1,29

1,42

1,86

4ª

0,73

1,39

1,52

1,92

5ª

1,01

1,28

1,58

1,90

Valores Médios

0,98

1,32

1,57

1,88

Velocidade Média (mm/s)

102,04

151,51

191,08

212,77

3.2. TRATAMENTO DE DADOS Para os cálculos realizados foram utilizadas as seguintes fórmulas: Média: � = ∑��=1 �� � � ∑: símbolo de so4matório. Indica que temos que somar todos os termos, desde a primeira posição (i=1) até a posição n xi: valor na posição i no conjunto de dados n : quantidade de dados Velocidade média: Vm = ∆x/∆t No gráfico 1, esboçamos uma reta que representa a medida com imã, e outra reta que representa a medida da bolha. Com a junção duas, obtemos o gráfico que representa o encontro das mesmas. O gráfico da posição versus tempo é característica do MRU, pois ao observar

que a função horária do espaço no movimento uniforme é do primeiro grau (S=So + vt), conclui-se que é uma reta inclinada. O coeficiente angular é aquele que nos informa a inclinação da reta relativa a uma função do primeirp grau e o coeficiente linear está relacionado ao lugar onde a reta está em relação ao eixo y.

4.CONCLUSÕES O estudo mostrou-se difícil de controlar, na prática, variáveis que seriam definidas se fossem apenas na teoria, uma vez que movimentos realizados em um mesmo espaço e em um mesmo tempo variaram (mesmo que de maneira sucinta) seus resultados, como nos experimentos de MRUV, em que as acelerações não foram precisamente constantes. E no de MRU, em que a velocidade apresentou uma pequena variação de uma medida para outra. Isto demonstra que os fatores externos podem comprometer os testes, influenciando assim, nos resultados. Desta forma, o experimento nos submete à recorrência dos cálculos de erros, que contudo, provou-se efetivo, com uma margem que possibilitou a qualidade e autenticidade dos resultados. O desafio de conseguir resultados plausíveis, será constante em nossa área de trabalho, uma vez que teremos que lidar com variáveis de difícil controle e medidas não tão precisas no nosso dia-a-dia como engenheiro. Porém, cabe à efetividade dos profissionais a habilidade de conseguir minimizar os erros, e obter resultados de caráter que correspondam ao nível requerido....