Fisica experimental movimento uniformemente variado

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  • Publicado : 27 de setembro de 2012
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Resumo

O experimento proposto tem como objetivo a observação do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), a partir de análises do movimento de um corpo em um trilho de ar com uma inclinação determinada. Sucessivos deslocamentos foram marcados em uma fita termo sensível e usados como base para os cálculos
Foram feitos quatro procedimentos com quatro ângulos diferentes. Com basenesse experimento, foi possível determinar a velocidade do corpo, a sua aceleração e a aceleração local da gravidade, por meio de análises estatísticas e gráficas.

Introdução teórica

O experimento consiste em analisar a queda de um corpo a partir de um plano inclinado, onde o móvel está em contato com uma camada de gás, com o objetivo de minimizar o atrito.
O plano inclinadoconsiste um uma superfície plana em que os pontos de início e fim não são colineares. Por conta disto, a força total é reduzida em relação a um movimento vertical, como a queda livre.
O objetivo do experimento, além de ensinar a utilizar o trilho de ar, é encontrar o valor da aceleração da gravidade e compará-la ao valor já tabelado no município do Rio de Janeiro.
Para este fim foram utilizadas asseguintes equações:
No eixo x: max=mgsinθ
No eixo y: may=N-mgcosθ
ax=gsinθ
vt=v0+axt
xt=xo+v0t+12axt2















Materiais e Procedimentos Experimentais

* Gerador de Fluxo de Ar: Foi utilizado com o intuito de reduzir o atrito existente entre o trilho de ar e o carrinho utilizado.
* Trilho de Ar: Consiste em um trilho com orifícios laterais quedirecionam o ar proveniente do compressor para a superfície.
* Carrinho: Foi o móvel cujo movimento foi analisado.
* Gerador de Pulsos: Fornece energia para o centelhador, para que este gere uma diferença de potencial (ddp) elevada. Com isso, são formadas centelhas de forma periódica, a cada 0,1 segundos (s), para marcar o papel termo sensível.
* Fita Termo sensível: Utilizada com ointuito de marcas as centelhas em intervalos de tempos regulares.
* Bloco de madeira: utilizado para criar as seguintes angulações: 5°, 7°, 9° e 11°, analisadas nos experimentos.

Resultados

Após a coleta dos dados, foram montadas 4 tabelas, onde estão expressas as posições do carrinho em função do tempo, e sua velocidade média em cada intervalo de posição. Ambos acompanhados de seusrespectivos erros.

Para calcular a velocidade foi usada a seguinte fórmula:

vt= xt+ ∆t- x(t-∆t)2∆t

Onde, ∆t=0,1 s

E para o erro da velocidade usou-se a fórmula a seguir:

∆v= ∆x2∆t

Onde, ∆x é a metade da menor divisão da régua.

Tabela 1 – Para ângulo de inclinação igual a 5º

# | t (s) | x (cm) | ∆x (cm) | v (cm/s) | ∆v (cm/s) |
1 | 0,1 | 2,50 | 0,05 | - | - |
2 | 0,2 | 5,70| 0,05 | 36,00 | 0,11 |
3 | 0,3 | 9,70 | 0,05 | 43,50 | 0,11 |
4 | 0,4 | 14,40 | 0,05 | 48,50 | 0,11 |
5 | 0,5 | 19,40 | 0,05 | 56,50 | 0,11 |
6 | 0,6 | 25,70 | 0,05 | 65,50 | 0,11 |
7 | 0,7 | 32,50 | 0,05 | 70,50 | 0,11 |
8 | 0,8 | 39,80 | 0,05 | 76,00 | 0,11 |
9 | 0,9 | 47,70 | 0,05 | 83,00 | 0,11 |
10 | 1 | 56,40 | 0,05 | 89,50 | 0,11 |
11 | 1,1 | 65,60 | 0,05 | - | - |Tabela 2 – Para ângulo de inclinação igual a 7º

# | t (s) | x (cm) | ∆x (cm) | v (cm/s) | ∆v (cm/s) |
1 | 0,1 | 3,20 | 0,05 | - | - |
2 | 0,2 | 7,50 | 0,05 | 46,50 | 0,11 |
3 | 0,3 | 12,50 | 0,05 | 56,00 | 0,11 |
4 | 0,4 | 18,70 | 0,05 | 66,50 | 0,11 |
5 | 0,5 | 25,80 | 0,05 | 75,50 | 0,11 |
6 | 0,6 | 33,80 | 0,05 | 84,50 | 0,11 |
7 | 0,7 | 42,70 | 0,05 | 94,00 | 0,11 |
8 | 0,8 |52,60 | 0,05 | 104,00 | 0,11 |
9 | 0,9 | 63,50 | 0,05 | 112,50 | 0,11 |
10 | 1 | 75,10 | 0,05 | - | - |

Tabela 3 – Para ângulo de inclinação igual a 9º

# | t (s) | x (cm) | ∆x (cm) | v (cm/s) | ∆v (cm/s) |
1 | 0,1 | 3,70 | 0,05 | - | - |
2 | 0,2 | 8,50 | 0,05 | 55,00 | 0,11 |
3 | 0,3 | 14,70 | 0,05 | 68,00 | 0,11 |
4 | 0,4 | 22,10 | 0,05 | 81,00 | 0,11 |
5 | 0,5 | 30,90 |...
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