Laboratório de Física - UNIBAN - Prof. João Carlos

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Experiência nº 2
Código: FG0210
Guia de Tomada de Dados e Relatório Programado (GTDRP)
1. Título da Experiência: “Movimento Unidimensional: Trilho de ar”.
2. Objetivos da Experiência: Estudar os movimentos unidimensionais a velocidade constante e a
aceleração constante.
3. Resumo da Teoria:...........(faça um resumo teórico com base na literatura sobre os movimentos
MRU e MRUV )......
4. Instruções para a tomada de dados:
- Forme uma equipe com 4 a 5 colegas no máximo.
- A tomada de dados e o relatório serão feitos em equipe.
- Faça as leituras das grandezas, conforme indicado nas tabelas abaixo.
- Para os cálculos de valor médio consulte a apostila do laboratório.
5. Cuidados Básicos durante a Tomada de Dados:
- Pegar nos equipamentos e instrumentos com as mãos limpas.
- Não faça o cavaleiro deslizar sobre o trilho sem que o compressor esteja ligado.
- Não mexa na válvula reguladora do fluxo de ar do compressor.
- Avise imediatamente o professor em caso de avaria de algum instrumento.
6. Material utilizado:
Trilho de ar, cavaleiro com mola e imã, bobina para disparo do cavaleiro, fonte 6/12 V DC, chave
inversora, compressor de ar, sensores ópticos ou magnéticos, cronômetro digital com disparo
automático para 4 intervalos de tempo, nível com base magnética, régua de plástico e balança.
1
compressor
cavaleiro
147030668 – João Carlos Botelho Carrero
2
chave inversora
3
4
5
cronômetro de 4 intervalos
fonte 6/12 VDC
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7. Procedimento Experimental:
7.1. MRU (movimento retilíneo e uniforme)
Faça a montagem experimental descrita a seguir (veja o desenho ilustrativo):
1
2
3
4
5
Siga os seguintes passos:
Ligue o compressor de ar. Posicione o cavaleiro sobre o trilho de ar. Verifique se o cavaleiro desliza
sobre o colchão de ar existente entre ele e o trilho. Certifique-se que o trilho de ar esteja na horizontal:
se o trilho de ar estiver na horizontal, o cavaleiro deve ficar flutuando em torno de uma certa posição
de equilíbrio. Caso isso não aconteça atue no ajuste da posição horizontal do trilho de ar sobre a
bancada do laboratório. Acerte a posição do transferidor com o fio de prumo para que o ângulo seja
zero (horizontal). Agora, posicione-o com o imã encostado ao imã da bobina do disparador. Posicione
os 5 sensores óticos com espaçamento uniforme (em torno de 200 mm) um do outro. Anote estas
distâncias na tabela 7.1. Ligue o cronômetro de 4 intervalos. Acione o botão de zero. Ligue a fonte 6 /
12 VDC (em 12 V). Acione a chave inversora do disparador, para disparar o cavaleiro. Anote as
leituras dos quatro intervalos do cronômetro digital na tabela 7.1. Repita estes passos 5 (cinco) vezes,
anotando os resultados na tabela 7.1.
tabela 7.1. MRU:
Sensores Óticos ou Magnéticos do Colchão de Ar
MRU
12
Distâncias x (mm)
Intervalos
t1
de
t2
tempo
t3
t (s)
t4
t5
Média t (s)
147030668 – João Carlos Botelho Carrero
23
34
45
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7.2. MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado)
O trilho de ar pode ser inclinado, atuando sobre os parafusos indicados com a seta em vermelho (veja
o desenho ilustrativo):
Incline o trilho de ar. Meça o ângulo de inclinação utilizando o fio de prumo e o transferidor. Esta
inclinação deve ser pequena ( 5º de inclinação dá um bom resultado).
Posicione o cavaleiro sobre o trilho de modo que a antena do cavaleiro fique antes do sensor 1
(marque bem esta posição, você irá repetir 5 (cinco) vezes este procedimento e é fundamental que o
cavaleiro seja solto à partir da mesma posição). Segure o cavaleiro com um dos dedos nesta posição.
Solte o cavaleiro, deixando que ele deslize livremente sob a ação da gravidade. Anote as distâncias
entre os 5 sensores óticos (podem ser as mesmas distâncias utilizadas na montagem anterior) e
anote os resultados das leituras dos quatro intervalos do cronômetro digital na tabela 7.2. Repita estes
passos 5 (cinco) vezes anotando os resultados na tabela 7.2.
147030668 – João Carlos Botelho Carrero
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tabela 7.2. MRUV:
Sensores Óticos ou Magnéticos do Colchão de Ar
MRUV
12
23
34
45
Distâncias x (mm)
Intervalos
t1
de
t2
tempo
t3
t (s)
t4
t5
Média t (s)
8. Análise dos Resultados:
8.1. MRU:
A partir da tabela 7.1, escreva na tabela 8.1 as posições do cavaleiro ao passar pelos sensores (basta
ir somando, acumulando, os intervalos x) e escreva também os instantes de tempo em que o
cavaleiro passou pelos sensores (basta ir somando, acumulando, os intervalos t médios).
Tabela 8.1:
Sensor
ótico
1
x (m)
0
t (s)
0
2
3
4
5
Determine a velocidade média para cada intervalo, a partir dos valores da tabela 8.1. Anote os
resultados na tabela 8.2:
Tabela 8.2:
intervalos entre os
sensores
12
23
34
v (m/s)
t (s)
4
Calcule a velocidade média:
v
v
i 1
4
147030668 – João Carlos Botelho Carrero
i
.............................
45
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Compare os valores obtidos pelos dois métodos, ou seja, calcule o erro percentual entre o valor médio
e o valor obtido a partir do método dos mínimos quadrados:
E% 
vv
 100%  .......... .......... ........%
v
8.2. MRUV:
A partir dos dados da tabela 7.2, escreva na tabela 8.3 as posições do cavaleiro ao passar pelos
sensores (basta ir somando, acumulando, os intervalos x) e os instantes de tempo em que o
cavaleiro passou pelos sensores (basta ir somando, acumulando, os intervalos t médios).
Tabela 8.3:
Sensor
ótico
1
x (m)
0
t (s)
0
2
3
4
5
Determine a velocidade média para cada intervalo, a partir dos valores da tabela 8.3. Anote os
resultados na tabela 8.4:
Tabela 8.4:
intervalos entre os
sensores
12
23
34
45
v (m/s)
t (s)
A partir dos dados da tabela 8.4, calcule a aceleração média para cada intervalo de velocidade. Anote
na tabela 8.5 (lembre que o valor da velocidade corresponde ao instante de tempo médio do intervalo
considerado):
Tabela 8.5:
intervalos entre os
(12)  (23)
(23)  (34)
(34)  (45)
sensores
a (m/s2)
t (s)
3
Calcule a aceleração média:
a
a
i 1
3
147030668 – João Carlos Botelho Carrero
i
.............................
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Compare os valores obtidos pelos dois métodos, ou seja, calcule o erro percentual entre os valores
médio e dos mínimos quadrados para a aceleração:
E% 
aa
a
 100% ............................%
9. Conclusão: (escreva um texto com base nos resultados obtidos. Comente o que observou, o que
aprendeu com esta experiência. Escreva sobre a qualidade dos resultados obtidos
10. Bibliografia: (Cite os livros consultados pela equipe para a elaboração do relatório. Segundo as
normas da ABNT, a seqüência para a citação bibliográfica deve ser feita como no exemplo dado a
seguir)
- Helene, O. A. M., Vanin, V. R. Tratamento Estatístico de Dados em Física Experimental. 2a Edição.
São Paulo : Editora Edgard Blücher. 1991.
147030668 – João Carlos Botelho Carrero