Movimento Retilíneo Uniforme
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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? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
