Movimento Retilíneo Uniforme

FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 22
UNIMONTE,Engenharia–LaboratóriodeFísicaMecânica
Experimento:MovimentoRetilíneoUniforme
Turma:_________________________________________Data:_______________:Nota:______________
Participantes
Nome
RA
Descriçãoeobjetivo
Afinalidadedesteexperimentoérealizaroestudodomovimentoretilíneo
uniformeeobterexperimentalmenteaequaçãodomovimentodeumcorpoaele
submetido. Será utilizado um trilho de ar com sensores fotoelétricos, construção
de gráficos, propagação de erros e desvios avaliados para se chegar ao resultado
esperado.
Neste experimento, pretende-se reproduzir em laboratório um movimento
com velocidade constante, que não varie com o tempo. Para isso, nenhuma força
seráaplicadanocorpoenquantoseumovimentoestiversendoanalisado.Otrilho
deartemessafinalidade.Essetipodeequipamentoéprojetadoparaminimizaras
forças de atrito, fazendo com que o corpo se desloque sobre um jato de ar
comprimidoenãoentreemcontatodiretocomasuperfíciedotrilho.Aolongodas
duasfacesdotrilhoondeseapoiaocarrinho,existemorifícioscomdiâmetrosda
ordemdedécimosdemilímetroporondesaioarcomprimidoprovenientedeum
compressorexterno.
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 23
PROCEDIMENTOS
ParteI–Experimento:tomadadosdados
A)Usandoumamassade29g
1. Certificar-se que o trilho esteja nivelado, ou seja, o carrinho não deve
deslocar-seporgravidade.
2. Colocaroeletroímãnoiníciodotrilhoeposicionarosensor(S1)namarca
de0,540m(verifiquequeháumaescalaaolongodabasedotrilho).
3. Quando o carrinho passar pelo primeiro sensor (S1) o cronômetro é
acionado e ao passar pelo outro sensor (S2) o intervalo de tempo fica
indicadonocronômetro.
4. Aodesligaroeletroímã,ocarrinhoserámovimentadosobaaçãodospesos
aferidos,naextremidadedalinha.Aquedadospesosdeveserinterrompida
antes que o carrinho chegue no sensor S1. Assim, entre os sensores, não
haveránenhumaforçaatuandosobreocarrinho
5. Posicionarosensor 1 que aciona o cronômetro na posiçãoUV = V, WXVY
(posiçãoinicial)econectarocaboaoterminalS1docronômetro.
6. Posicionar o sensor 2 que desliga o cronômetro na posição U =
V, ZXVY(posiçãofinal)econectarocaboaoterminalS2docronômetro.
7. Prestaratençãonafixaçãodalinhacomosuporteparamassasaferidaspara
queodeslocamentonãosemodifique,poisalinhapodeenrolarnosuporte
para massas aferidas, modificando o deslocamento uniforme durante os
experimentos.
8. A distância entre os sensores representa o deslocamento do carrinho R[.
Porexemplo:
[\ = 0,5403[ = 0,6403 D [ = [–[\ = 0,1003
9. Ligaroeletroímãàfontedetensãovariáveldeixandoemsérieachaveliga
desliga.
10. Fixarocarrinhonoeletroímãeajustaratensãoaplicadaaoeletroímãpara
queocarrinhonãofiquemuitofixo.
11. Colocar o suporte para massas aferidas na ponta da linha, e colocar uma
massade20g(suportede9g+1massaaferida20g=29g).
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 24
12. Desligar o eletroímã liberando o carrinho. O primeiro sensor aciona o
cronômetroeosegundoodesliga,registrandootempoqueocarrinholeva
paraatravessá-los.
13. ATENÇÃO: O suporte de massas deve ser “amparado” logo após dar o
“impulso”inicialaocarrinho,deformaanãoaceleraromesmoenquantoo
carrinhopassarentreossensores.
14. Repetir os passos colhendo três valores de tempo para o mesmo
deslocamento.Anotarnatabela1ecalcularotempomédio.
RH> =
H5 + H8 + H9
3
15. Calcular a velocidade desenvolvida pelo carrinho ao percorrer a distância
entreossensoresS1eS2.
J=
R[
RH>
16. Reposicionarosensor2aumentandoadistânciaentreosdoissensoresem
0,100 m (posição final [ = 0,7403) e completar a tabela, repetindo para
cadamedidaosmesmosprocedimentos.
17. Repetir os procedimentos anteriores com as distâncias [ indicadas na
tabela1ecompletá-la.
Tabela1–Massade29g
x0(m)
x(m)
Δx(m)
t1(s)
t2(s)
t3(s)
^tm(s)
v(m/s)
0,540
0,640
0,540
0,740
0,540
0,790
0,540
0,840
0,540
0,890
0,540
0,940
0,540
1,040
Média
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 25
18. Considerando-seumerrode5%,épossívelobservarqueavelocidadefoia
mesmaemtodasasmedições?
..............................................................................................................................................................
B)Usandoumamassade49g
19. Colocar no suporte mais uma massa de 20 g (suporte 9 g + 2 massas
aferidas20g=49g).Repetirosprocedimentosacimaecompletaratabela
abaixo.
Tabela2–Massade49g
x0(m)
x(m)
Δx(m)
t1(s)
t2(s)
t3(s)
^tm(s)
v(m/s)
0,540
0,640
0,540
0,740
0,540
0,790
0,540
0,840
0,540
0,890
0,540
0,940
0,540
1,040
Média
20. Considerando a tolerância de erro admitida (5%) pode-se afirmar que a
velocidadefoiamesmaemtodasasmedições?
.............................................................................................................................................................
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 26
Parte2:Análisedosdadoslevantados
A)Dadosreferentesàtabela1
21. Construir um gráfico x = f(t) (posição final versus intervalo de tempo
médio) usando dados do experimento da tabela 1. No eixo xdeve ser
colocadootempo t d enoeixoyaposiçãofinaldocarrinho,x(m).Qualéa
suaforma?
22. Determinar os coeficientes angular e linear do gráfico [ = g(H).
Relembrando,ocoeficienteangular3deumaretaédadopor3 =
hi
hj
,eo
coeficientelinearéopontoondeareta(ousuaprolongação)cortamoeixo
k.
Coeficientelinear:.......................................................................................................................
Coeficienteangular:...................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
23. Aocompararocoeficientelineardográficox = f(t)comovalordaposição
inicialx\ ,considerandoqueatolerânciadeerroadmitidaéde5%,concluisequesão........................................................................................................................................
(iguais/diferentes).
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 27
24. Portanto,qualéosignificadofísicodocoeficientelineardográficox = f(t)?
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
25. Ao comparar o coeficiente angular do gráfico [ = g(H) com o valor da
velocidadeJdatabela,considerandoqueatolerânciadeerroadmitidaéde
5%,conclui-sequesão..............................................................................................................
(iguais/diferentes)
26. Portanto, qual é o significado físico do coeficiente angular do gráfico X =
f(t)?
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
27. Combasenosdadoslevantados,escrevaaequaçãohoráriaquedescreveo
movimentodocarrinho,[ = [\ + JRH,comamassade29g.
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
B)Dadosreferentesàtabela2
28. Construir um gráfico x = f(t) (posição final versus intervalo de tempo
médio) usando dados do experimento da tabela 2. No eixo xdeve ser
colocadootempo t d enoeixoyaposiçãofinaldocarrinho,x(m).Qualéa
suaforma?
FísicaMecânica–RoteirosdeExperiências 28
29. Determinar os coeficientes angular e linear do gráfico [ = g(H).
Relembrando,ocoeficienteangular3deumaretaédadopor3 =
hi
hj
,eo
coeficientelinearéopontoondeareta(ousuaprolongação)cortamoeixo
k.
Coeficientelinear:.......................................................................................................................
Coeficienteangular:...................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
30. Combasenosdadoslevantados,escrevaaequaçãohoráriaquedescreveo
movimentodocarrinho,[ = [\ + JRH,comamassade49g.
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
31. Oqueépossívelconcluir,comparandoasequaçõesobtidasnoitem26eno
item29?
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
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