Relatorio Pronto de Lab. de Fisica 1
-
Upload
vinicius-cham -
Category
Documents
-
view
1.422 -
download
0
Transcript of Relatorio Pronto de Lab. de Fisica 1
Universidade Federal de Alagoas Unidade Acadmica Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Qumica
MOVIMENTO RETILNEO UNIFORME (M.R.U)
Felipe Rafael Fernanda Lima Julyane da Rocha Patricio Moura
MACEI 2010
Universidade Federal de Alagoas UFAL Unidade Acadmica Centro de Tecnologia - CTEC
MOVIMENTO RETILNEO UNIFORME (M.R.U)
Relatrio referente ao experimento Movimento Retilneo Uniforme, realizado no laboratrio de fsica 1,sob a orientao do professor Wandearley Dias, como requisito para avaliao da disciplina Laboratrio de Fsica Experimental 1.
MACEI 2010
NDICE Material Utilizado........................................................................... 4 Objetivo ......................................................................................... 5 Fundamentao Terica ............................................................... 5 Procedimento Experimental ........................................................ 6 Resultados .................................................................................... 7 Concluso ..................................................................................... 8 Referncias Bibliogrficas ............................................................ 8
MATERIAL UTILIZADO
Quantidade Trilho de 120 cm Cronmetro digital multifunes com fonte DC 12 V Sensores fotoeltricos com suporte fixador (S1 e S2) Eletrom com bornes e haste Fixador de eletrom com manpulo Chave liga-desliga Y de final de curso com roldana raiada Suporte para massa aferida -9 g Massas aferidas 20 g com furo central de 2, 5 mm Cabo de ligao conjugado Unidade de fluxo de ar Cabo de fora de tripolar 1,5m Unidade de fluxo de ar Mangueira aspirador de 1,5 m Pino para carrinho para fix-lo no eletrom Carrinho para trilho azul Pino para carrinho para interrupo de sensor Porcas borboletas Arruelas lisas Manpulo de lato 13 mm Pino para carrinho com gancho Balana 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 3 7 4 1 1
OBJETIVO Este experimento tem como objetivo investigar o movimento descrito pelo corpo insento de acelerao atravs de medidas de tempo. Fornecendo-se situaes que o possibilite analisar e construir os conceitos relacionados aos tipos de movimentos, MRU.
FUNDAMENTAO TERICA O Movimento Retilneo Uniforme, conhecido de forma abreviada por MRU, o mais simples movimento que se pode existir: tem apenas duas variveis a posio e o tempo. Um corpo que se desloca em trajetria retilnea e possui velocidade com mdulo constante (acelerao nula) est em MRU. A posio em funo do tempo regida pela funo horria: x= x0 + VT Onde x a posio do mvel no instante t, x0 a sua posio no tempo t=0. O movimento retilneo uniforme pode ser dividido em progressivo e retrgrado, sendo que no movimento progressivo, o mvel caminha a favor da orientao da trajetria, seus espaos crescem no decurso do tempo e sua velocidade escalar positiva. J no movimento retrgrado, o mvel caminha contra a orientao da trajetria, seus espaos decrescem no decurso do tempo e sua velocidade escalar negativa. Um MRU regido pela primeira lei de Newton que diz: Um corpo permanece no seu estado de repouso ou movimento retilneo uniforme, a menos que seja obrigado a mudar esse estado pela atuao de uma fora resultante diferente de zero. Neste experimento para se estudar um MRU, usa-se o movimento de um carro sobre um trilho de ar, esse tipo de equipamento projetado para minimizar as foras de atrito, fazendo com que o carro se desloque sobre um jato de ar comprimido, o que elimina o contato direto entre o carro e a superfcie do trilho, no qual ele desliza.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Utilizou-se um conjunto de equipamentos idntico a figura abaixo:
Em seguida, realizam-se os procedimentos:
1. Posiciona-se o sensor 1(que aciona o cronmetro) na posio 0 = 0,2m(posio inicial). A medida de x0 fica compreendida entre o meio do sensor ao centro do carrinho; 2. Posiciona-se o sensor 2(que desliga o cronmetro) na posio = 0,3m. Lembra-se que a distancia entre sensores representa o deslocamento do carrinho 0; 3. Fixa-se o carrinho no eletrom e ajustar a tenso aplicada ao eletrom para que o carrinho no fique muito fixo; 4. Coloca-se no suporte de massas aferidas, uma massa aferida de 20g; 5. Ajusta-se o trilho de ar de maneira que, o suporte de massas aferidas toque a superfcie da mesa antes do carrinho passar pelo sensor 1; 6. Liga-se o sistema fluxo de ar, ajustando o fluxo de ar no penltimo nvel. Ligase o cronmetro e ajusta-o na funo F1; 7. Desliga-se o eletrom, liberando o carrinho. Em seguida, anota-se na tabela 1 o tempo indicado pelo cronmetro; 8. Reseta-se o cronmetro, repete-se os procedimentos 3 e 7 at obter trs valores de tempo; 9. Reposiciona-se o sensor 2, aumentando a distncia entre os dois sensores em 0,1m e repete-se o procedimento 8; 10. Repete-se o procedimento anterior, sempre aumentando a distncia entre os dois sensores em 0,1m, at completar a tabela 1; 11. Refaz o procedimento anterior adotando a massa na ponta do fio como 49g(suporte de 9g mais duas massas aferidas de 20g).
RESULTADOS Durante a realizao do experimento, foram-se anotados dados como: variao do espao percorrido (x) e o tempo gasto nesse percurso medido trs vezes (t1, t2 e t3), dados estes que nos permitiu calcular o tempo mdio (tm), a velocidade mdia (Vm) e a acelerao do carrinho no decorrer do experimento. Observe as tabelas abaixo:
Tabela1Massa
N 01 02 03 04 05
X0 (m) 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200
X (m) 0,300 0.400 0,500 0,600 0,700
X (m) 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
t1 0,284 0,568 0,850 1,147 1,425
t2 0,280 0,562 0,849 1,134 1,421
t3 0,282 0,567 0,854 1,141 1,389
tm 0,282 0,565 0,851 1,140 1,411 Mdia
Vm 0,354 0,353 0,352 0,350 0,354 0,352
29 g
Tabela1Massa
N 01 02 03 04 05
X0 (m) 0,200 0,200 0,200 0,200 0,200
X (m) 0,300 0.400 0,500 0,600 0,700
X (m) 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
t1 0,227 0,455 0,686 0,901 1,121
t2 0,229 0,459 0,699 0,893 1,134
t3 0,227 0,456 0,687 0,906 1,123
tm 0,227 0,456 0,690 0,900 1,126 Mdia
Vm 0,440 0,438 0,434 0,444 0,444 0,440
49 g
Na tabela 1, calculam-se os dados para a massa de 29 g e na tabela 2 para a massa de 49g, os resultados foram obtidos atravs das frmulas a seguir. Tempo mdio (tm), faze-se um clculo com os trs tempos obtidos para cada x, pela frmula: tm = (t1+t2+t3)/3 O x, apenas calcula-se a diferena entre o espao final menos o inicial, pela frmula: x = X Xo O clculo da velocidade mdia feito pela diviso do espao percorrido pelo tempo gasto para percorrer esse espao, pela frmula: Vm = x/tm A velocidade ser considerada constante se as velocidades mdias estiverem com uma margem de erro de at 5%.
Tabela 1: Primeiro, calcula-se a mdia das velocidades, somando-se as Vm e dividindo-as pela quantidade de Vm somadas. Mdia = (Vm1 + Vm2 + Vm3 + Vm4 + Vm5)/5 = (0,354+0,353+0,352+0,350+0,354)/5 = 0,352m/s Agora se calcula o desvio e o erro: Desvio = (|Vm Vm1| + |Vm Vm2| + |Vm Vm3| + |Vm Vm4| + |Vm Vm5|) / 5 = (0,002+0,001+0,0+0,002+0,002)/5 = 0,007/5 = 0,0014m/s Erro (%) = (Desvio / Vm). 100% = (0,0014/0,352).100% = 0.397% Portanto pode-se afirmar que a velocidade do carrinho permaneceu constante, j que o erro obtido foi 0.397% que menor que 5%.
Tabela 2: Analogamente a tabela 1,calcula-se para esta tabela: Mdia = (Vm1 + Vm2 + Vm3 + Vm4 + Vm5)/5 = (0,440+0,438+0,434+0,444+0,444)/5 = 0,440m/s Agora se calcula o desvio e o erro: Desvio = (|Vm Vm1| + |Vm Vm2| + |Vm Vm3| + |Vm Vm4| + |Vm Vm5|) / 5 = (0,0+0,002+0,006+0,004+0,004)/5 = 0,016/5 = 0,0032m/s Erro (%) = (Desvio / Vm).100% = (0,0032/0,440).100% = 0.727% Logo, a velocidade permaneceu constante neste experimento, para a tolerncia de erro de 5%.
Construa um grfico x = f(t) (posio final tempo) para os dados obtidos para a massa de 29 g e 49 g.
O carrinho descreve um MRU a equao que representa seu movimento : X(t) = X0 + Vt Ento se conclui que o coeficiente angular coincide com as velocidades mdias em cada ponto e que seu coeficiente linear coincide com a posio inicial do carrinho X0. Para determin-los basta pegar os valores coincidentes em cada tabela, logo: Tabela 1 0,352 0,200 Tabela 2 0,440 0,200
Coeficiente Angular Coeficiente Linear
Construa o grfico v = f(t) (velocidade tempo) e apresente o significado fsico da rea sob o grfico.
Com esses dados pode-se achar a equao horria do movimento do carrinho, onde o coeficiente linear representa o ponto inicial do movimento e o coeficiente angular a velocidade mdia, logo: X(t) = X0 + Vt
Tabela 1 Eq. Horria do Movimento X = 0,200 + 0,352 . t
Tabela 2 X = 0,200 + 0,440 . t
Portanto no grfico X=f(t) o coeficiente angular a V e o coeficiente linear o X0. No grfico V= f(t), a rea sob este, nos d a variao do espao percorrido, em mdulo.
Relacione a forma do grfico x = f(t) com a equao horria do carrinho (equao anterior), para as massas aferidas de 29 g e 49 g.
CONCLUSO
De acordo com o experimento e os dados obtidos, no mesmo, pode-se comprovar o MRU. Considerando-se que a velocidade permaneceu constante, pois as variaes foram to pequenas que podem ser desconsideradas. Essas variaes devem-se ao fato de existir atrito entre o carro e o trilho. Analisando-se que a velocidade realmente constante (Vcte a=0) com o decorrer do tempo, e relacionando-se velocidade, intervalo de tempo e o espao percorrido entre si, pode-se confirmar a veracidade da primeira lei de Newton que diz que quando a resultante das foras for nula, esse corpo permanecer em repouso ou em movimento retilneo uniforme.
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
http://www.ebah.com.br/relatorio-de-mru-docx-a45775.html; Acessado em 18/08/10.