Relatório 04 - Iury de Assis Andrade - 567166

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ</p><p>CENTRO DE CIÊNCIAS</p><p>DEPARTAMENTO DE FÍSICA</p><p>DISCIPLINA EXPERIMENTOS DE FÍSICA</p><p>SEMESTRE 2024.1</p><p>PRÁTICA 04 – MOVIMENTO RETILÍNIO UNIFORMEMENTEE VARIADO</p><p>ALUNO: IURY DE ASSIS ANDRADE</p><p>MATRÍCULA: 567166</p><p>CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA</p><p>TURMA: 02A</p><p>PROFESSOR: MARCO ANTÔNIO ARAUJO SILVA</p><p>2</p><p>1 OBJETIVOS</p><p>- Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento</p><p>retilíneo uniformemente variado.</p><p>- Representar graficamente a posição, a velocidade e a aceleração em função do tempo de</p><p>um movimento retilíneo uniformemente variado.</p><p>- Representar graficamente a posição em função do tempo ao quadrado de um movimento</p><p>retilíneo uniformemente variado.</p><p>2 MATERIAL</p><p>- Trilho de ar com eletroímã;</p><p>- Cronômetro eletrônico digital;</p><p>- Unidade geradora de fluxo de ar;</p><p>- Carrinho com três pinos (pino preto, pino ferromagnético e um pino qualquer);</p><p>- Chave liga/desliga;</p><p>- Cabos;</p><p>- Fotossensor;</p><p>- Paquímetro;</p><p>- Calço de madeira;</p><p>- Fita métrica.</p><p>3 PROCEDIMENTO</p><p>Inicialmente é realizada a montagem do equipamento de acordo com o instruído pelo</p><p>roteiro da prática. Em seguida é realizada a medição da espessura do calço de madeira e,</p><p>também, da distância entre os pés e o apoio. O resultado foi anotado a seguir, junto com o</p><p>ângulo de inclinação do trilho calculado:</p><p>Espessura da Madeira = 10,30 mm</p><p>Distância entre os Pés e o Apoio = 168,6 cm</p><p>Θ =0,35º</p><p>3</p><p>Posteriormente é feita a fixação do eletroímã e inclinado o trilho de ar. O fotossensor é</p><p>posicionado no trilho para a realização da leitura e o cronometro é colocado em função número</p><p>dois para a verificação via fotossensor. O carrinho é liberado três vezes a cada posição</p><p>especificada e os resultados desse ensaio são anotados a seguir:</p><p>Nº x (cm)</p><p>Medidas</p><p>de t (s)</p><p>Média</p><p>de t(s)</p><p>Quadrado</p><p>de t (s²)</p><p>v = 2x/t</p><p>(cm/s)</p><p>a = 2x/t²</p><p>(cm/s²)</p><p>1 10</p><p>1,650</p><p>1,678 2,816 11,919 7,103 1,701</p><p>1,682</p><p>2 20</p><p>2,367</p><p>2,421 5,861 16,522 6,824 2,466</p><p>2,431</p><p>3 30</p><p>3,036</p><p>3,064 9,388 19,582 6,391 3,097</p><p>3,060</p><p>4 50</p><p>3,906</p><p>3,947 15,579 25,336 6,419 3,990</p><p>3,946</p><p>5 70</p><p>4,766</p><p>4,775 22,801 29,319 6,140 4,782</p><p>4,776</p><p>6 90</p><p>5,422</p><p>5,429 29,474 33,155 6,107 5,424</p><p>5,442</p><p>7 110</p><p>5,996</p><p>5,931 35,177 37,093 6,254 5,915</p><p>5,881</p><p>8 150</p><p>6,924</p><p>6,950 48,303 43,165 6,211 6,954</p><p>6,959</p><p>4</p><p>4 QUESTIONÁRIO</p><p>1- Trace o gráfico da posição em função do tempo com os dados obtidos da Tabela 4.1.</p><p>Inclua no gráfico o ponto t = 0, x = 0. Trace o Fit da curva.</p><p>2- O que representa o coeficiente angular do gráfico “x contra t”?</p><p>O valor do coeficiente representa a velocidade.</p><p>3- Trace o gráfico da posição em função do tempo ao quadrado com os dados da Tabela</p><p>4.1. Inclua no gráfico o ponto t2 = 0, x = 0. Trace o Fit da curva.</p><p>4- O que representa o coeficiente angular do gráfico x contra t2?</p><p>O valor do coeficiente representa a aceleração.</p><p>-20</p><p>0</p><p>20</p><p>40</p><p>60</p><p>80</p><p>100</p><p>120</p><p>140</p><p>160</p><p>0 1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>x</p><p>(c</p><p>m</p><p>)</p><p>tempo (s)</p><p>Posição em Função do Tempo</p><p>0</p><p>20</p><p>40</p><p>60</p><p>80</p><p>100</p><p>120</p><p>140</p><p>160</p><p>0,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000</p><p>x</p><p>(c</p><p>m</p><p>)</p><p>tempo (s²)</p><p>Posição em Função de t²</p><p>5</p><p>5- Trace o gráfico da velocidade instantânea em função do tempo com os dados da Tabela</p><p>4.1. Tenha em mente que as velocidades (v = 2x/t) na Tabela 4.1 é a velocidade</p><p>instantânea ao fim de cada intervalo de tempo. Inclua no gráfico o ponto t = 0, v = 0.</p><p>Trace o Fit da curva.</p><p>6- Utilizando o tempo médio para o deslocamento de 150 cm, determine a velocidade</p><p>média do movimento total.</p><p>v= 2x/t</p><p>v= 300/6,950</p><p>v = 43,165 cm/s</p><p>0</p><p>5</p><p>10</p><p>15</p><p>20</p><p>25</p><p>30</p><p>35</p><p>40</p><p>45</p><p>50</p><p>0 1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>v</p><p>=</p><p>2</p><p>x/</p><p>t</p><p>(c</p><p>m</p><p>/s</p><p>)</p><p>tempo (s)</p><p>Velocidade em Função do Tempo</p><p>6</p><p>7- Trace o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da Tabela 4.1.</p><p>Observe que a aceleração (a = 2x/t²) calculada na Tabela 4.1 é, na verdade, a aceleração</p><p>média desde o instante inicial até o fim de cada intervalo de tempo considerado. Para</p><p>traçar o gráfico da aceleração em função do tempo considere apenas um ponto para cada</p><p>aceleração. Considere que a aceleração foi medida no final de cada intervalo de tempo.</p><p>Trace no gráfico uma reta horizontal indicando a aceleração média (não é o Fit dos</p><p>pontos experimentais).</p><p>8- Determine a aceleração pelo gráfico x contra t2. Nesta questão o aluno deve indicar a</p><p>equação obtida com o ajuste da curva (Fit) que pode ser obtido do aplicativo que usou</p><p>para fazer o gráfico.</p><p>A equação obtida pelo gráfico do excel é:</p><p>Assim, calculando ao derivar a equação e multiplica-la por 2 (derivar em T² ou seja</p><p>2*X), temos:</p><p>a = 6,126 cm/s²</p><p>0,000</p><p>2,000</p><p>4,000</p><p>6,000</p><p>8,000</p><p>10,000</p><p>12,000</p><p>14,000</p><p>0 1 2 3 4 5 6 7 8</p><p>a=</p><p>2</p><p>x/</p><p>t²</p><p>(</p><p>cm</p><p>/s</p><p>²)</p><p>tempo (s)</p><p>Aceleração em Função do Tempo</p><p>7</p><p>9- Determine a aceleração pelo gráfico v contra t. Nesta questão o aluno deve indicar a</p><p>equação obtida com o ajuste da curva (Fit) que pode ser obtido do aplicativo que usou para</p><p>fazer o gráfico.</p><p>Ao verificar a equação do gráfico, temos que:</p><p>Assim ao derivar em t:</p><p>A= 6,054 cm/s²</p><p>10- A aceleração de um corpo descendo um plano inclinado sem atrito é a = g*senθ.</p><p>Compare o valor teórico da aceleração com o valor obtido experimentalmente. Comente</p><p>os resultados.</p><p>Ao verificar, pela formula dada, a aceleração teórica do corpo:</p><p>A = g*sen(0,35)</p><p>A = 9,81 * 0,00611</p><p>A = 5,99 cm/s²</p><p>Que ao ser comparada com a aceleração média de 6,43 cm/s² obtida empiricamente</p><p>percebe-se discrepância devido a leves diferenças do modelo ideal de inclinação,</p><p>pois a madeira, por já estar um pouco deformada, ocasiona em uma inclinação</p><p>divergente do modelo ideal.</p><p>8</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Por fim, podemos concluir que, em um movimento retilíneo uniformemente variado, há</p><p>variação linear da velocidade e exponencial da posição. No entanto, a aceleração se mantém</p><p>quase constante, gerando um valor médio comum para todo o movimento. Ainda, é possível</p><p>perceber que há, apesar dos erros, boa precisão ao verificar os tempos de checagem ao fim de</p><p>cada movimento, no entanto, apesar dos esforços, o atrito deve ser levado em conta, pois não</p><p>há superfície sem atrito no experimento realizado devido à natureza do ambiente de realização</p><p>e das próprias ferramentas de corrida e fluxo de ar.</p>