Relatorio mru - fisica experimental

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MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

(Laboratório de Física I)

AGOSTO/2011

Introdução

No movimento retilíneo uniforme (MRU), o vetor velocidade é constante no decorrer do tempo, pois não varia em módulo, sentido ou direção, assim podemos afirmar que a aceleração é nula. A partícula ou o objeto desloca-se distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. Neste movimento não se temaceleração, pois a resultante das forças aplicadas é nula sobre a partícula ou objeto.
Função da posição em relação ao tempo no MRU
Neste tipo de movimento a velocidade escalar é constante e coincide com a velocidade escalar média em qualquer instante de tempo, assim a velocidade escalar média pode ser expressa como:
(Equação 1)
Onde: S é a variação de posição do móvel;
t é a variação dotempo.
Fazendo tempo inicial igual a zero, to= 0, obtém-se a equação do movimento retilíneo uniforme:
(Equação 2)
Através desta função podemos determinar a posição de uma partícula em um determinado instante.

Velocidade escalar média e velocidade instantânea

A velocidade escalar média é definida pela distância percorrida por uma partícula em um intervalo de tempo, e é obtida ao se retiraro quociente da distância pelo tempo. Tal definição difere-se da definição de velocidade média, onde a variação de posição é utilizada no lugar da distância.
Já a velocidade instantânea é obtida ao se diminuir o intervalo de tempo para um valor ínfimo, fazendo-se assim com que o intervalo de tempo tenda a zero, operação que pode ser realizada através do artifício do limite:
(Equação 3)Percebe-se que tal limite produz a derivada parcial da posição em relação ao tempo. Sendo assim, considerando a Equação 2 vê-se que a velocidade instantânea, como produto da derivada, é nada mais que o coeficiente angular da reta tangente à curva da posição no instante desejado, e que na equação mencionada é um valor constante:
(Equação 4)

A velocidade escalar é o módulo da velocidadeinstantânea que, no caso do Movimento Retilíneo Uniforme é igual à velocidade instantânea, visto que a mesma é constante.

Objetivo

O objetivo deste experimento é classificar o movimento de um carrinho em um trilho de ar como retilíneo uniforme ou não. Para tal, anotar-se-á o tempo gasto pelo carrinho para passar entre dois pontos a distâncias diferentes no trilho, e assim serão feitos os cálculos paradeterminar tal movimento a partir de um tolerância de 5%

*
Descrição Experimental

Para a realização do experimento utilizamos os seguintes materiais:
Trilho de ar (A);
2 Sensores Foto elétricos (B);
Carrinho (C);
Eletroímã (D);
Cronômetro (E);
Chave interruptora (F);
Pesos com massas aferidas (G);
Roldana raiada (H) e Y final de curso (I);
Máquina de fluxo de ar;
A
B
B
FE
I
H
G
C
D

Procedimentos Experimentais

Y de final de curso + Roldana raiada
Sensores S1 e S2
Os materiais foram arranjados conforme o seguinte esquema de ligação:

Eletroímã
Cronômetro

Suporte para massas aferidas

Chave Interruptora

A figura abaixo ilustra o sistema completo após a montagem:

Conectado à estrutura do trilho de ar está uma “máquina de fluxo de ar”, cujafunção é fazer com que o carrinho flutue por sobre o trilho, no entanto uma leve inclinação na estrutura foi necessária para eliminação do atrito.
Em uma das extremidades do carrinho prendeu-se o suporte para massas aferidas com o auxilio de uma linha e na outra extremidade prendeu-se um acessório de metal com o objetivo de fixar o carrinho ao eletroímã quando o mesmo é percorrido por umacorrente elétrica. A chave interruptora foi montada em série com o eletroímã com o propósito de liberar o carrinho assim que a mesma fosse desligada. O peso das massas aferidas fazia com que o carrinho, ao ser liberado pelo eletroímã, alcançasse a outra extremidade do trilho a uma determinada velocidade.
As distâncias de fixação do eletroímã e dos sensores no trilho foram definidas segundo a...
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