Prévia do material em texto
ICA – Instituto de Ciências Agrárias RELATÓRIO DE PRÁTICA (FÍSICA I – ICA005) Data: 04/10/2017 TURMA: Engenharia Agrícola e Ambiental – P5 PRÁTICA N°: 08 NOMES: Adriana Ferreira Ruas Edmárcia Rodrigues Barbosa Souza 1- TÍTULO: Movimento Retilíneo com Aceleração Constante 2 – OBJETIVOS: Construir e analisar os gráficos das funções de posição e velocidade, identificar essas funções, linearizá- las e determinar seus parâmetros; calcular a velocidade e a aceleração a partir dos gráficos já feitos, e relacionar os parâmetros com os valores das mesmas. 3 - MATERIAL: Sensor de movimento (sensibilidade 0,02 mm); Trilho de ar Linear Hentschel XIV; Massas (m ~ 10g e 50g); Suporte (m ~ 10g); Carrinho (m ~ 133g); Fio de algodão; Trena; Balança; Transferidor; Nível. 4 – REAGENTES (se houver): Não aplicável a este experimento. 5 - METODOLOGIA EXPERIMENTAL: Cinemática e parte da mecânica que estuda e descreve os movimentos sem se preocupar com suas causas. É comum, ao estudarmos o movimento de um corpo qualquer, tratá-lo como uma partícula, ou seja, todas as partes dele se movem na mesma direção e com a mesma velocidade. Todos os corpos que conhecemos estão em movimento, mesmo os que aparentam estar em repouso, pois estão em movimento ICA – Instituto de Ciências Agrárias 2 em relação a algum outro corpo ou ponto do espaço. Sendo assim, a existência do movimento fica condicionada à variação da posição entre o referencial e a partícula analisada. Quando a posição de uma partícula varia em relação a um dado referencial, no decurso de um intervalo de tempo qualquer, diz-se que há movimento. Por outro lado, se a posição de uma partícula não varia em relação a um referencial, durante um intervalo de tempo, diz-se que essa partícula está em repouso. Então, considerando o movimento em apenas uma dimensão (unidimensional), devemos definir um sistema de referência (eixo x). Dessa maneira, podemos definir algumas grandezas físicas como: o deslocamento, a velocidade e a aceleração. As quais são todas grandezas vetoriais, ou seja, possuem módulo, direção e sentido. Posicionou-se corretamente o carrinho junto ao trilho de ar e adequou a posição do sensor de passagem. Em seguida, adequou- se a função do cronômetro controlado para realização do experimento. Ao final do teste, o cronômetro registrou o intervalo de tempo de acordo com a distância percorrida pelo carrinho. Após isso, foram feitas a análise de dados. 6 - RESULTADOS, DISCUSSÃO E CÁLCULOS: Quando aceleração e constante, a aceleração média e igual á aceleração instantânea. De acordo com a 2ª lei de Newton, as equações para as componentes x e y dessas forças são: ∑ ∑ Considerando que o movimento do carrinho sobre a superfície horizontal (trilho) é na direção x e sua aceleração a é constante, a partir das definições de velocidade (v=dx/dt) (Eq. 3) e aceleração (a=dv/dt) (Eq. 4), a equação do movimento x(t) do carrinho é dada por: x(t) = xo + vot + 1/2 at2 Eq. 1 Eq. 2 Eq. 5 ICA – Instituto de Ciências Agrárias 3 Abaixo segue a tabela com os dados da distancia pelo tempo: Tabela 1: Lançamentos do carrinho com massa 1 (aprox. 49,93g) Lançamentos X (cm) Medidas de tempo (s) Média do tempo (s) Quadrado do tempo (s) V=x/t (cm/s) A=2x/t 2 (cm/s²) 1 15 0,208 0,210 0,04 71,43 750 0,213 0,209 2 30 0,329 0,329 0,11 91,19 545 0,333 0,325 3 45 0,449 0,450 0,203 100,00 443 0,448 0,452 Gráfico 1: Posição x Tempo (a), Velocidade x Tempo (b) e Aceleração x Tempo (c) 15 20 25 30 35 40 45 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 (a) T em po ( s) Posição (cm) 70 75 80 85 90 95 100 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 (b) T em po (s ) Velocidade (cm/s) 400 450 500 550 600 650 700 750 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 (c) Te m po (s ) Aceleração (cm/s²) Tabela 2: Lançamentos do carrinho com massa 2 (aprox. 99,86g) Lançamentos X (cm) Medidas de tempo (s) Média do tempo (s) Quadrado do tempo (s) V=x/t (cm/s) A=2x/t 2 (cm/s²) 1 15 0,188 0,196 0,04 76,53 750 0,198 0,202 2 30 0,249 0,257 0,07 116,73 857 0,279 0,244 3 45 0,310 0,309 0,09 117,80 1000 0,302 0,315 ICA – Instituto de Ciências Agrárias 4 15 20 25 30 35 40 45 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 (a) Te m po (s ) Posição (cm) 70 80 90 100 110 120 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 0,30 0,33 (b) Te m po (s ) Velocidade (cm/s) 750 800 850 900 950 1000 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 0,30 0,33 (c) Te m po (s ) Aceleração (cm/s²) Á medida que um móvel descreve um movimento com aceleração constante, sua posição varia sobre a trajetória. Com o trilho inclinado, em aproximadamente 10º, utilizando um calço (pedaço de madeira) em uma das extremidades do trilho, obteve-se os seguintes dados: Tabela 3: Lançamentos do carrinho com massa 1 (aprox. 49,93g) Lançamentos X (cm) Medidas de tempo (s) Média de tempo (s) Quadrado de tempo (s) V=x/t (cm/s) A=2x/t 2 (cm/s) 1 15 1,023 1,066 1,14 14,07 26,32 1,065 1,110 2 30 1,682 1,668 2,78 17,99 21,58 1,677 1,645 3 45 2,314 2,355 5,54 19,11 16,25 2,544 2,208 15 20 25 30 35 40 45 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 (a) T em po (s ) Posição (cm) 14 15 16 17 18 19 20 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 (b) Te m po (s ) Velocidade (cm/s) 16 18 20 22 24 26 28 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 (c) Te m po (s ) Aceleração (cm/s²) ICA – Instituto de Ciências Agrárias 5 Tabela 4: Lançamentos do carrinho com massa 2 (aprox. 99,86g) Lançamentos X (cm) Medidas de tempo (s) Média de tempo (s) Quadrado de tempo (s) V=x/t (cm/s) A=2x/t 2 (cm/s) 1 15 0,211 0,219 0,05 68,49 600 0,216 0,229 2 30 0,366 0,373 0,14 80,43 428 0,372 0,382 3 45 0,515 0,522 0,27 86,21 333 0,519 0,533 15 20 25 30 35 40 45 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 (a) Te m po (s ) Posição (cm) 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 (b) Te m po (s ) Velocidade (cm/s) 300 350 400 450 500 550 600 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 (c) Te m po (s ) Aceleração (cm/s²) CONCLUSÕES: No MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado), pode-se comprovar através da inclinação da reta do gráfico S x T, que o seu coeficiente angular é a aceleração e que permanece constante ao longo do tempo também se concluiu que o espaço percorrido pelo móvel pode ser calculado através do gráfico V x T, já a velocidade pode ser encontrada com a área gráfica a x t. Os resultados encontrados nesse experimento foram bons, pois apesar dosvalores que serviram para preencher as tabelas não ser exatamente iguais, eles foram satisfatórios na hora de efetuar cálculos, (de velocidade, aceleração) e montar gráficos que fossem possíveis fazer demonstrações necessárias e esperadas ao objetivo do experimento. REFERÊNCIAS: HALLIDAY, D. Fundamentos da física. Tradução: Ronaldo Sergio de Biasi. Volume 1. Ed. 8. Rio de Janeiro, 2008.