Baixe Movimento Retilineo Uniforme e outras Trabalhos em PDF para Física, somente na Docsity! 1. Introdução O movimento retilíneo uniforme é aquele que se da com velocidade constante, ele é explicado pela primeira lei de Newton. Já o movimento retilíneo uniformemente variado possui uma aceleração escalar instantânea que permanece constante com o decorrer do tempo. Neste relatório estudaremos sobre o MRU e MRUV e suas funções horárias, analisaremos os experimentos realizados no laboratório e os relacionaremos com as leis de Newton. Nosso objetivo no decorrer deste em relação ao MRU é verificar que a velocidade é constante na ausência de forças externas, e em relação ao MRUV é estudar suas funções horárias e seus gráficos. 2. Movimento retilíneo uniforme O movimento retilíneo uniforme (MRU) é um movimento cuja velocidade é constante e a posição em função do tempo e regida pela função horária: x= x0 + ν t, Onde x e a posição do móvel no instante t, x0 é a sua posição no instante t = 0 e ν sua velocidade. Um movimento retilíneo uniforme e regido pela primeira lei de Newton que diz: Um corpo permanece no seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme (MRU), a menos que seja obrigado a mudar esse estado pela atuação de uma força resultante diferente de zero. Experimento MRU Para se estudar um MRU o movimento de um carro sobre um trilho de ar, onde o atrito é praticamente nulo, supondo que se aplique uma força sobre o carro para colocá-lo em movimento sobre o trilho de ar. A partir do instante em que essa força parar de atuar o carro continuará se movimentando constantemente com a velocidade que possuía no instante em que a força se anulou, ou seja, o carro entrará em movimento retilíneo uniforme. 2.1. Material utilizado • Trilho de ar • Carro • Sensores 2.2. Procedimento 1. Instalou-se dois sensores de luz nas posições aproximadas de 1/5 e 2/5 do comprimento do trilho de ar, ajustou-se o disparador para a primeira posição (menor pressão). 2. Prendeu-se magneticamente o carro ao disparador e acionou. 3. Anotou-se as velocidades medidas nas duas posições. 4. Repetiu-se mais quatro vezes o procedimento anterior . 5. Calculou-se o valor médio das velocidades em cada posição e calculo-se a diferença percentual entre esses dois valores em relação ao valor na posição 1/5. 6. Instalou-se, os sensores nas posições aproximadas de 1/5 e 3/5 do comprimento do trilho de ar e, depois, em 1/5 e 4/5. 7. Repetiu-se todas as medidas para o disparador na segunda posição (pressão média). 2.3. Resultados • Fio • Porta-peso • Pesos 3.3 Procedimentos 1. Amarrou-se um fio no carro, passou pela polia colocada na extremidade do trilho e prendeu o suporte porta- peso na extremidade livre do fio. Colocou-se 100g no carro (50g de cada lado) e 20g no suporte porta peso. 2. Acionou-se os programas no computador. 3. Abandonou o carro, a partir do repouso, e fez-se a aquisição da posição e da velocidade do carro em função do tempo; essas funções foram registradas pelo movimento da polia que estava acoplada a um sensor óptico: logo após o porta-peso atingir o chão, parou-se a aquisição teclando enter no teclado do computador. 4. Removeu-se trechos finais da curva, que tenham sido computados após a massa ter atingido o chão, e também o trecho inicial do movimento. 5. Repetiu-se o procedimento para mais quatro medidas. 3.4 Resultados Parâmetros Y = A +B1* X + B2*X2 S (t) = S0 + ν0t + a/2t2 S (t) = 0,00374+ 0,02561 + 0,44002 t2 Y = A + B* X ν (t) = ν0 + at ν (t) = 0,02427 + 0,88172 t Derivada do espaço Y = A + B* X ν (t) = ν0 + at ν (t) = 0,02561 + 0,88004 t a (t) = A + B X a (t) = 0,88004 + (- 6*10-18) t 3.5. Análise dos resultados Observando o gráfico percebemos que o carro adquiriu uma aceleração constante e uma velocidade que sofreu variações iguais em intervalos de tempos iguais. Notamos que os parâmetros da velocidade e da aceleração obtidos através da derivação do gráfico s-t e os obtidos do gráfico v-t tiveram uma pequena variação que supomos ser por causa das incertezas envolvidas desde o início do experimento e também a força de atrito mesmo que quase nula. 4.0. Conclusão Em relação ao MRU consideramos que a velocidade permaneceu constante, pois as variações foram tão pequenas que podem ser desconsideradas. Essas variações devem-se ao fato de existir atrito entre o carro e o trilho, desnível da mesa, incertezas instrumentais. O valor encontrado para as diferenças percentuais da velocidade variou entre 0.49 e 2.51. Por causa de todos fatores que analisamos consideramos que obtivemos uma velocidade constante com o decorrer do tempo e confirmamos a veracidade da primeira lei de Newton que diz que quando a resultante das forças for nula, esse corpo permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Já em relação ao MRUV, observando o gráfico percebemos que a aceleração permaneceu constante, que a velocidade sofreu variações iguais em intervalos de tempos iguais. Analisando os gráficos s-t e v-t notamos uma pequena diferença entre os parâmetros anotados que supomos ser por causa das incertezas instrumentais, do atrito entre o carro e o trilho. Este movimento pode ser relacionado a segunda lei de Newton que diz que a resultantes das forcas F que atuam sobre um corpo de massa m comunica ao mesmo uma aceleração resultante a na mesma direção e sentido de F, este enunciado pode ser descrito na forma de uma expressão matemática F = m . a . De acordo com a segunda lei de Newton o carro adquiriu uma aceleração constante porque atuou uma força constante sobre ele, essa força era a tração do fio que possuía valor de acordo com a seguinte equação matemática T = ( g – a ). m em que T é a tração; g é a gravidade; a é a aceleração do sistema e m a massa do suporte porta-peso. Através destes dois experimentos observamos que a velocidade e a aceleração tem estreita relação com as forcas que atuam sobre o corpo e verificamos que são verdadeiras as leis de Newton, que explicam o movimento. 5.0. Bibliografia • RAMALHO JR., Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto e SOARES, Paulo Antônio de Toledo. Os Fundamentos da Física – Mecânica. 5ª ed. São Paulo: Editora Moderna, 1988. • Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentos de Física 1 mecânica . 4ª edição Rio de Janeiro: Editora LTC, 1996. • YOUNG, Hugh D. e FREEEMAN, Roger A. Física I - Mecânica. 10ª ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2003.