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Flávio André Raimundo Alves dos Santos

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME - MRU MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO - MRUV

Relatório técnico apresentado como requisito parcial da disciplina Laboratório de Física Aplicada do curso de Engenharia Civil, coordenado pelo professor Calos Spartacus da Silva Oliveira.

Palmas-TO

2010

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.........................................................................................3 2. OBJETIVOS..............................................................................................3

3. NORMAS TÉCNICAS PERTINENTES ...............................................4

4. EQUIPAMENTOS ...................................................................................4

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .................................................4

5.1 Movimento retilíneo uniforme..........................................................4 5.2 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado...............................5

6. CÁLCULOS ..............................................................................................6

7. CONCLUSÃO...........................................................................................6

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................7

9. ANEXO......................................................................................................8

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1. INTRODUÇÃO

Neste experimento da cinemática investigam-se os movimentos unidimensionais de uma partícula, o movimento retilíneo uniforme e movimente retilíneo uniformemente variado utilizando-se o colchão de Ar Linear Hentschel XIV. Esse tipo de equipamento é projetado para minimizar as forças de atrito, fazendo com que o corpo se desloque sobre um jato de ar comprimido, o que elimina o contato direto entre o corpo e a superfície do trilho, no qual ele desliza. O corpo que desliza sobre o colchão de ar é chamado de carrinho. Ao longo do trilho existem pequenos orifícios regularmente distribuídos por onde sai o ar comprimido fornecido por um gerador de fluxo de ar. Portanto o colchão de ar manterá o carrinho "flutuando" permitindo o seu movimento com um atrito muito reduzido.

Para investigar o movimento de uma partícula sujeito a uma resultante de forças nula, nivela-se o trilho de ar, situação na qual o peso do carrinho deslizante (a partícula) é contrabalançado pela força normal proporcionada pelo jato de ar. Nesta situação a resultante das forças ao longo da direção de movimento da partícula, a força de atrito, é bastante minimizada.

Em contrapartida, o movimento de uma partícula sob ação de uma força constante é obtido inclinando-se o trilho de ar em relação a horizontal, de modo que o carrinho desça por ele sob a ação da componente da força gravitacional, no carrinho, ao longo da direção do trilho.

2. OBJETIVOS

Este experimento tem como objetivo a determinação do módulo da velocidade

escalar e da aceleração do móvel e ainda rever os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obter a dependência da posição em função do tempo dos movimentos MRU e MRUV. Após o experimento teremos condições de :

• Estudar as características físicas do movimento retilíneo uniforme (MRU) e de

suas equações matemáticas; • Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar;

• Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniforme em um objeto móvel;

• Determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro;

• Determinação da velocidade média de um móvel através de medições de

deslocamentos e intervalos de tempo; • Verificar que a velocidade média para deslocamentos iguais é igual à velocidade

média para deslocamentos não iguais, para um móvel com movimento retilíneo e uniforme.

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3. NORMAS TÉCNICAS PERTINENTES

Para este ensaio não foi encontra nenhuma norma técnica da ABNT, apenas

tomamos como referencial livros técnicos e publicações de algumas Universidades Federais.

4. EQUIPAMENTOS

Colchão de Ar Linear Hentschel XIV

Trilho de ar Ar Linear Hentschel 8203/MMECL

Gerador de fluxo de ar Delapieve 8203-B/MMECL

Carrinho deslizante

Chave inversora normalmente aberta 8203-66/MMECL

Cronômetro Digital Muccillo 8203-63/MMECL

Sensores fotoelétricos

Uma fonte 6/12 VCC5 - 7839/MMECL

Calço de madeira para inclinação do trilho de ar

Cronômetro ou similar;

Papel milimetrado e papel log-log.

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Antes de iniciar todo o procedimento experimental devemos conhecer as regras geral do laboratório assim como todas as recomendações para a utilização de todos os equipamentos para que não venha ocorrer nenhum acidente nem mesmo danificar os objetos . Devemos testar os equipamentos antes da utilização 5.1 Movimento retilíneo uniforme

Ajuste a posição dos sensores fotoelétricos, de forma que tenham uma altura adequada em relação ao carrinho e que estejam nivelados com o trilho. Meça e anote a distância D entre os sensores. Sugere-se que estes fiquem

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preferencialmente espaçados igualmente. Anote a precisão dos instrumentos de medida (transferidor, régua, cronômetro);

Posicione o carrinho deslizante sobre o trilho de ar na horizontal. O carrinho deve permanecer essencialmente em sua posição inicial, não demonstrando nenhuma tendência clara de aceleração em qualquer sentido;

Ligue e zere os cronômetros;

Cada cronômetro registra o intervalo de tempo ∆t que o carrinho leva para

percorrer a distância D entre cada par de sensores subseqüente; Ligue o gerador de fluxo de ar;

Dê início ao movimento do bloco acionando a chave que corta a energização do

eletroímã;

Registre os intervalos de tempo ∆t indicados por cada contador e obtenha as velocidades médias vm .

Obs: Não esqueça que o cronômetro informa INTERVALOS DE TEMPO. A

indicação do primeiro cronômetro equivale a leitura do intervalo de tempo para o percurso entre os dois primeiros sensores. Do segundo cronômetro é o intervalo de tempo para o percurso entre o segundo e terceiro sensores e assim sucessivamente;

Os experimentos devem ser realizadas no mínimo 3 vezes. Calcular o valor médio

e seus respectivos erros;

Registrar os dados na forma de tabela.

Fazer um gráfico da posição versus tempo e ajustar a melhor curva entre os pontos experimentais. Determine a função que melhor descreve o movimento;

Fazer um gráfico de velocidade média versus tempo e ajustar a melhor curva

entre os pontos experimentais.

5.2 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Sugere-se que utilize um calço (no máximo de 2cm) para inclinar o plano que estava previamente nivelado;

Meça o ângulo de inclinação do trilho;

Os experimentos devem ser realizados no mínimo 3 vezes. Calcular o valor médio

e seus respectivos desvios ;

Fazer um gráfico da posição versus tempo em papel milimetrado e dilog. Ajustar a melhor curva entre os pontos experimentais;

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Fazer um gráfico da posição versus o quadrado do tempo em papel milimetrado. Ajustar a melhor curva entre os pontos experimentais e determinar a função que melhor descreve o movimento investigado.

6. CÁLCULOS

Dizemos que um corpo descreve um Movimento Retilíneo Uniforme, segundo um

referencial, quando o módulo do vetor velocidade for constante e não nulo. Neste caso, as equações horárias que descrevem este movimento são dadas por:

X = X0 + V0 X t

V = V0 = Constante

Por outro lado, para movimentos retilíneos com uma aceleração constante e não nula, as equações horárias são:

X = X0 + V0 X t + a/2 X t²

V = V0 + a x t

Isolando o tempo das duas equações acima, é possível obtermos a equação de Torricelli:

V² = V²0 + 2 X a x ∆X

7. CONCLUSÃO

Com a realização deste experimento foi realmente possível ver na prática oque é, e como funciona o MRU e o MRUV, além de sua grande importância na realização das atividades executadas não só na Engenharia Civil como em qualquer outra atividade.

Determinamos o módulo de a velocidade escalar e da aceleração do móvel e ainda revemos os conceitos básicos de movimentos unidimensionais, tais como: posição, velocidade e aceleração, e obtemos a dependência da posição em função do tempo dos movimentos MRU e MRUV. Foi possível compreender o funcionamento não só do trilho de colchão de ar, como também te todo o equipamento utilizado.

No final do experimento, juntamente com as fórmulas encontramos a aceleração e os ângulos que possibilitaram calcularmos os respectivos valores:

MRU: 500m/s MRUV: 400m/s Para melhor complementação do trabalho foi feito o gráfico para os três

experimentos onde é possível ver a reta e os ângulos dos movimentos.

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8. FERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Manuais laboratórios CEDETEG Apêndice Colchão de Ar Linear Hentschel 301992.018

Robert Resnick, David Halliday e Kenneth S. Krane: Física 1. 5a edição. Editora LTC, 2003.

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.Fundamentos de Física. v. 1. 6. ed. Rio de Janeiro,RJ: Livros Técnicos e Científicos, 2006.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica.v. 1. 4. ed. São Paulo, SP: Edgard Blücher,2002.

TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistase Engenheiros. v. 1. 5. ed. Rio de Janeiro,RJ: Livros Técnicos e Científicos, 2006. 840 p.

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9. ANEXO Gráfico MRU

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

200mm 400mm 600mm 800mm 1000mm

T1 T2 T3 T4

Gráfico MRUV - 01

0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,80

200mm 400mm 600mm 800mm 1000mm

X

T1 T2 T3 T4

9

Gráfico MRUV - 02

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

200mm - 600mm - 1000mm

T1 T2 T3 T4

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