Relatório de Física Experimental I

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UEM – UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
Centro De Ciências Exatas – Departamento De Ciências Campos 
Regional De Goioerê Licenciatura Plena em Física 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATORIO DE FISÍCA EXPERIMENTAL I 
Movimento retilíneo uniformemente variado 
 
 
 
 
Ra:138458 – Orlando Boneto Junior 
 
 
 
 
Professora: Maria Aparecida Da Conceição Dos Santos 
 Dezembro 
 2024 
 1. Objetivos 
Obter experimentalmente, uma função S(t) para um móvel deslizando sobre um 
plano horizontal inclinado (sem inclinação) e sem atrito. 
 
1. Introdução 
 A mecânica é o ramo da física que está relacionada aos estudos de movimento. É 
por meio dela que são explicados certos fenômenos que frequentemente observamos 
na natureza, seja o movimento de um carro em uma rua, a locomoção de um jato de 
um lugar do mundo ao outro e até mesmo a trajetória da Terra ao redor do Sol. 
Podemos dividir o estudo da mecânica em Cinemática e Dinâmica. Enquanto a 
Cinemática analisa a matemática dos movimentos, colocando a mostra as equações 
e gráficos que podem expressá-los e diferenciá-los, a Cinemática tem o intuito de 
estudar o movimento dos corpos sem levar em consideração seus motivos. 
Destacam-se, dentro da Cinemática, os estudos relacionados aos movimentos com 
velocidade constante (movimentos uniformes), os movimentos uniformemente 
variados, onde existe aceleração, e os movimentos circulares. Já no estudo da 
Dinâmica, destacam-se as leis de Newton e suas aplicações, o estudo da energia e 
o impulso e a quantidade de movimento. 
O Movimento Retilíneo Uniformente Variado (MRUV), abordado nesse relatório, é 
um tipo de movimento dentro da Cinemática, que demonstra que a velocidade varia 
uniformemente em razão ao tempo, diferentemente do Movimento Retilíneo Uniforme 
(MRU). A velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais 
(HALLYDAY, 2012). 
 
 2.1 Teoria 
 No movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) a velocidade do móvel varia 
igualmente em iguais em intervalos de tempo, ou seja, dizemos que variação é 
uniforme. Nesse tipo de movimento, a aceleração média do móvel, assim como sua 
aceleração instantânea, é igual. 
 Função horária da velocidade em relação ao tempo: 
 
V= VV+VV (equação 1) 
 
Esta é a função horária da velocidade em relação ao tempo, no MRUV. Nela, existem 
duas incógnitas, que são a velocidade (v) e o tempo (t). A velocidade inicial (vo) e a 
aceleração (a) são valores constantes. Trata-se da equação de uma reta. 
 
 
 
 
Gráfico 1: Velocidade em função do tempo para o MRUV quando a aceleração é 
positiva (a) e negativa (b) 
 
 
Gráfico 2: Aceleração em função do tempo para o MRUV quando a aceleração é 
positiva (a) e negativa (b) 
Função horária da posição em relação ao tempo: 
 
Esta equação do 2º grau relaciona as posições de um móvel em relação ao tempo, 
no 
MRUV. Nela, os valores constantes são a posição inicial (so), a velocidade inicial (vo) 
e 
a aceleração (a) do móvel. 
 
Gráfico 3: Posição em função do tempo para o MRUV quando a aceleração é positiva 
(a) e negativa (b). 
 
Equação de Torricelli: Evangelista Torricelli (1608 - 1647) foi um renomado físico e 
matemático que contribuiu em várias áreas do conhecimento, com destaque na 
demonstração experimental da existência da pressão atmosférica. 
Estudando o MRUV, ele isolou o tempo na equação da velocidade (1) e substituiu na 
equação da posição (2). Esta dedução, que leva o seu nome, originou uma equação 
onde se pode determinar a velocidade (v) do móvel, sem conhecer o intervalo de 
tempo (Δt) em que ocorreu o movimento. 
V = V0² + 1V∆V (equação 3). 
 
A grande vantagem desta equação é que o fator tempo não é necessário 
 
5. Desenvolvimento Experimental 
5.1. Materiais Utilizados 
1 trilho de ar; 
1 compressor de ar; 
1 cronômetro digital; 
1 móvel; 
1 eletroimã; 
5 sensores de tempo; 
1 trena; 
1 Transferidor (optativo); 
1 Bloco de madeira 
 
 
 
5.2. Montagem Experimental 
 
Na figura 2, apresenta uma figura esquemática da montagem experimental a ser 
utilizada para analisar o movimento de um móvel que percorre uma trajetória retilínea 
sobre um plano inclinado. 
 
Figura 1: Figura esquemática da montagem experimental do movimento de um corpo 
em um plano inclinado. Situação sem atrito. 
 
5.3. Descrição do Experimento 
1. O trilho de ar foi inclinado com um disco de madeira 
2. Verificou-se se os sensores na parte de trás do cronômetro estão todos 
conectados corretamente. 
3. É conveniente que a velocidade inicial do móvel seja nula. Para obter este resultado 
o móvel foi ajustado de tal forma que quando for liberado, o sensor S0 seja 
imediatamente acionado. 
4. Colocou-se os sensores de tempo distanciados de 15,00 cm entre si. 
5. Ligou-se o compressor de ar e manteou-se a sua intensidade no máximo. 
6. O móvel junto ao eletroímã foi acionado com o compressor de ar e o móvel foi 
liberado, desligando o eletroímã no controle LIGA-DESLIGA. 
7. Os dados de tempo foram anotados desde o primeiro sensor (posição inicial) até 
os outros sensores 
8. Repetiu-se os procedimentos cinco vezes. 
9. O experimento foi repetido com um ângulo de 4º. 
 
5.4. Dados Obtidos Experimental 
 
 O trilho foi inclinado com prisma de madeira. Foram feitas 5 medidas, e cada um 
deles, o objeto saiu de uma extremidade a outra e os sensores detectaram os 
tempos de passagem a cada 15,0 cm de trilho e foram calculados a média das 
medidas coletadas. Dessa forma, os dados foram coletados e são expostos na 
tabela 1.1 medias obtidas e suas respectivas medias 
C(m) T(s) T(s) T(s) T(s) T(s) Media 
0 0,0000±0,1 0,0000±0,1 0,0000±0,1 0,0000±0,1 0,0000±0,1 0,0000±0,1 
15 0.5565±0,1 0.5719±0,1 0.5683±0,1 0.5670±0,1 0.5769±0,1 0.5681±0,1 
30 0.8581±0,1 0.8745±0,1 0.8711±0,1 0.8692±0,1 0.8814±0,1 0.8708±0,1 
45 1.0913±0,1 1.1078±0,1 1.1042±0,1 1.1020±0,1 1.1159±0,1 1.1042±0,1 
60 1.2913±0,1 1.3078±0,1 1.3037±0,1 1.3017±0,1 1.3173±0,1 1.3043±0,1 
Tabela: elaborada pelo autor 
A partir desses valores é possível traçar a reta em um gráfico que melhor representa 
esses valores. Porém, quando se trabalha com dados experimentais, nem todos os 
pontos de um gráfico ficam alinhados completamente, assim para um melhor 
resultado quando 
o gráfico é linear, utiliza-se o método dos mínimos quadrados para ajustar esta reta 
(regressão linear). Neste método considera-se a seguinte equação da reta: 
y = a + bx (equação 4) 
 
em que o coeficiente linear (a) é dado por: 
 
 
e o coeficiente angular (b) dada por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
as unidades de a e b serão de acordo com as grandezas envolvidas fisicamente, e n é 
o número de medidas inclusive o zero. 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1.2 - tempo médio para cada posição com os respectivos desvios 
 S(CM) T(S) 
 0,00±0,05 0,0000±0,0385 
 15,00±0,05 0.5681±0.5683 
 30,00±0,05 0.8708±0,8708 
 45,00±0,05 1.1042±1,1733 
 60,00±0,05 1.3043±1,4758 
Elaborada pelo autor 
Gráfico está representado ao final do relatorio 
6:Conclusões Principais 
O estudo atingiu seus objetivos, mas destacou a importância de rigor e precisão 
experimental para futuras investigações. 
 
 
 
 
7. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
[1] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentals of Physics. 10th 
ed. Hoboken: Wiley, 2014. 
[2] TAYLOR, J. R. An Introduction to Error Analysis: The Study of 
Uncertainties in Physical 
Measurements. 2nd ed. Sausalito: University Science Books, 1997. 
[3] GRAF, T.; SCHOLZ, F. Mathematical Methods for Physics. Cambridge: 
Cambridge University Press, 2007. 
[4] BEVINGTON, P. R.; ROBINSON, D. K. Data Reduction and Error Analysis 
for the Physical Sciences. 3rd ed.New York: McGraw-Hill, 2003. 
[5] TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Physics for Scientists and Engineers. 6th ed. 
New York: W. H. Freeman, 2008.