Movimento Uniforme - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
Brigadeiro
Brigadeiro6 de Março de 2013

Movimento Uniforme - Apostilas - Fisica, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

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Apostilas de Física sobre o estudo do Movimento Uniforme, resumo, objetivos, parte experimental.
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3. Resumo (MU e MUV)

A princípio o professor distribuiu aos alunos uma rampa de inclinação com um medidor de nível, uma bola metálica, um cronômetro e um imã. Depois disso o professor pediu aos alunos para que inclinassem a rampa em 5° e com o imã achassem a bolinha de metal que estava dentro do nível. Feito isso, agora era para que os alunos colocassem a bolinha no ponto zero e medissem, com o auxílio do cronômetro, o tempo que a bolinha gastava para se deslocar do ponto zero ao ponto cinqüenta. Depois para medir o tempo gasto pela bolinha para ir do ponto zero ao ponto cem e assim de cinqüenta em cinqüenta até chegar ao ponto trezentos.

Acabado essa etapa agora era necessário que os alunos inclinassem a rampa em 10° e repetissem o processo anterior. Após terminarem essa etapa o professor pediu aos alunos para que inclinassem a rampa em 1° e então medissem o tempo em que a bola metálica maior demorava para se deslocar do ponto zero ao ponto cem (processo semelhante ao feito coma bolinha dentro do nível) e depois medir o tempo que a bolinha gastava para se deslocar do ponto zero ao ponto duzentos e assim sucessivamente até chegarem ao ponto quatrocentos. Todo esse processo deveria ser feito com a rampa inclinada em 1°, 2°, 3°, 4° e 5°.

Após todos os dados terem sido coletados era pra ser feito todos os exercícios do ponto “3. Procedimentos Experimentais” tanto do experimento em Movimento Uniforme, como em Movimento Uniformemente Variado.

4. Objetivos (MU e MUV)

• Coletar o tempo gasto pela bolinha dentro do nível para se deslocar do ponto zero ao ponto cinqüenta, depois do ponto zero ao ponto cem e assim até chegar ao ponto trezentos.

• Calcular a velocidade média.

• Concluir se o movimento é ou não uniforme.

• Coletar o tempo gasto pela bolinha dentro do nível para se deslocar do ponto zero ao ponto cem, depois do ponto zero ao ponto duzentos e assim até chegar ao ponto quatrocentos.

• Calcular a velocidade média e sua aceleração média.

• Concluir se o movimento é ou não um Movimento Uniformemente Variado.

5. Introdução

Nesse experimento era necessário que os alunos, com o auxílio de um cronômetro e de uma rampa inclinável com um nível, medissem o tempo gasto pela bolinha metálica que, encontrava-

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se dentro do nível, demorava para deslocassem do ponto zero aos pontos partindo cinqüenta (e avançando sempre de cinqüenta em cinqüenta) até chegar ao ponto trezentos.

O deslocamento da bolinha foi dado pela fórmula: ∆S = Sfinal – Sinicial, onde S é o espaço.

Tendo o tempo gasto pela bolinha em tal deslocamento já era possível se calcular a velocidade média da bolinha no trajeto através da fórmula: Vm = ∆S,

∆t

Onde Vm significa velocidade média, ∆S é o deslocamento escalar e ∆t é a variação da posição de um corpo num intervalo de tempo, onde ∆t = tfinal-tinicial.

Para que um corpo tenha um Movimento Uniforme é necessário que ele tenha Velocidade Média constante e diferente de zero, e que esse mesmo corpo não tenha aceleração.

O próximo experimento era pra definir se o movimento da outra bola metálica (maior) era um Movimento Uniformemente Variado. Para isso o professor pediu para que os alunos deixassem a rampa em uma inclinação de 1° (um grau). Depois era pra colocar a bola metálica no ponto zero e deixar que ela deslizasse até o ponto cinqüenta, e com auxilio do cronômetro medir o tempo gasto pela bolinha para percorrer esse trajeto. Depois era pra medir o tempo gasto pela bolinha para ir do ponto zero até o ponto duzentos. E assim até o ponto quatrocentos. E como no experimento anterior se calcular a Velocidade Média utilizando o tempo gasto pela bolinha, e o deslocamento.

Agora além de calcular a velocidade média era necessário se calcular a aceleração, pois para um corpo ter um Movimento Uniformemente Variado sua velocidade tem que ser variada e sua aceleração constante e diferente de zero.

6. Parte Experimental (MU)

O professor pediu aos alunos para que após terem localizado as ferramentas que utilizariam no experimento, pegassem o imã e localizassem a bolinha metálica que estava dentro do nível da rampa e colocassem no ponto zero. Em seguida foi necessário inclinar a rampa em 5°. Então pediu aos alunos que, com auxilio de um cronômetro, medissem o tempo que a bolinha gastava para se mover do ponto zero ao ponto cinqüenta, e anotassem na tabela do PLT. Depois repetissem o processo, só que dessa vez medindo o tempo gasto pela bolinha para se mover do ponto zero ao ponto cem. Depois do ponto zero ao ponto cento e cinqüenta, e assim até medirem todos os tempos até o ponto trezentos. Tendo os tempos medidos, agora era pra repetir todo o processo anterior, mas com a rampa inclinada em 10°.

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Depois, pediu para os alunos inclinarem a rampa em 1°, e então medir o tempo que a bola metálica (maior) demorava para se mover do ponto zero a ponto cem, e depois do ponto zero ao ponto duzentos, e repetir todo esse processo ate o ponto quatrocentos. Todo esse processo deveria ser feita com a rampa inclinada em 1°, 2°, 3°, 4° e 5°.

Materiais Utilizados

MU

• Uma rampa;

• Um cronômetro;

• Um imã

• Uma bolinha de metal.

MUV

• Uma rampa;

• Um cronômetro;

• Uma bola de metal.

7. a) Resultados e Discussão (MU)

1. Anote as posições que a esfera passa com o decorrer do tempo. Preencha a tabela abaixo.

|Posição(cm) |Tempo(s) |

|Xo = 0 |0 |

|X1 = 50 |2,58 |

|X2 = 100 |5,2 |

|X3 = 150 |7,7 |

|X4 = 200 |10,3 |

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|X5 = 250 |12,88 |

|X6 = 300 |15,5 |

2. Faça um gráfico das posições pelo tempo do movimento anterior.

[pic]

3. Com base nos dados encontrados complete a tabela abaixo.

|Posição(mm) |Deslocamento(m) |Intervalo de tempo(s) |Velocidade Média(m/s) |

|Xo = 0 |∆Sfinal - ∆Sinicial |∆tfinal - ∆tinicial |Vm = ∆S/∆t |

|X1 = 50 |∆S1-So = 0,05 |∆t1-to = 2,58 |0,19379845 |

|X2 = 100 |∆S2-S1 = 0,05 |∆t2-t1 = 2,62 |0,190839695 |

|X3 = 150 |∆S3-S2 = 0,05 |∆t3-t2 = 2,5 |0,2 |

|X4 = 200 |∆S4-S3 = 0,05 |∆t4-t3 = 2,6 |0,192307692 |

|X5 = 250 |∆S5-S4 = 0,05 |∆t5-t4 = 2,58 |0,19379845 |

|X6 = 300 |∆S6-S5 = 0,05 |∆t6-t5 = 2,62 |0,190839695 |

O movimento é uniforme? Justifique.

Sim, o movimento da bolinha é uniforme, pois considerando uma margem de erro tanto pelo fato do aluno que usou o cronômetro nem sempre iniciar o próprio no momento exato em que a bolinha sai do ponto zero para todos os espaços, tanto pelo fato de esse mesmo aluno não parar o cronômetro no momento exato que a bolinha passa pelo ponto.

4. Com base na tabela do item 3, faça um gráfico da velocidade em função do tempo.

[pic]

5. Repita o procedimento 3 agora com uma nova inclinação da rampa.

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|Posição(mm) |Tempo(s) |

|Xo = 0 |0 |

|X1 = 50 |0,87 |

|X2 = 100 |1,75 |

|X3 = 150 |2,6 |

|X4 = 200 |3,5 |

|X5 = 250 |4,3 |

|X6 = 300 |5,2 |

6. Faça um gráfico das posições pelo tempo do item 5.

[pic]

7. Com base nos dados encontrados, complete a tabela abaixo.

|Posiçao(mm) |Deslocamento(m) |Intervalo de tempo(s) |Velocidade Média(m/s) |

|Xo = 0 |∆Sfinal - ∆Sinicial |∆tfinal - ∆tinicial |Vm = ∆S/∆t |

|X1 = 50 |∆S1-So = 0,05 |∆t1-to = 0,87 |0,574712644 |

|X2 = 100 |∆S2-S1 = 0,05 |∆t2-t1 = 0,88 |0,568181818 |

|X3 = 150 |∆S3-S2 = 0,05 |∆t3-t2 = 0,85 |0,588235294 |

|X4 = 200 |∆S4-S3 = 0,05 |∆t4-t3 = 0,9 |0,555555556 |

|X5 = 250 |∆S5-S4 = 0,05 |∆t5-t4 = 0,8 |0,625 |

|X6 = 300 |∆S6-S5 = 0,05 |∆t6-t5 = 0,9 |0,555555556 |

8. Com base na tabela do item 7 faça um gráfico da velocidade em função do tempo.

[pic]

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9. Compare o movimento da primeira inclinação com o da segunda inclinação. Qual a diferença entre eles?

A diferença é que devido a inclinação a velocidade se tornou maior, mas em relação a inclinação, eles praticamente não se inclinam, se mantem como se fossem duas retas, tendo uma velocidade praticamente que constante (considerando a margem de erro).

10. Encontre as velocidades do procedimento 2 e do procedimento 6 a aprtir dos respectivos gráficos.

As velocidades obtidas tanto no gráfico do item 2 como do item 6 foram as mesma velocidades que aquelas encontradas na tabela do item 3 e do item 7 já que o tempo e o espaço utilizado foram os mesmos tanto pro item 2 como pro 3, e os mesmos tanto pro item 6 como pro 7.

7. b) Resultados e Discussão (MUV)

1. Complete a tabela das posições em função do tempo.

|Posição(mm) |1° |2° |3° |4° |5° |Média |

|Xo = 0 |to = |0 |0 |

|A |0,001 |0,992 |0,001008065 |

|B |0,001 |0,596 |0,001677852 |

|C |0,001 |0,558 |0,001792115 |

|D |0,001 |0,436 |0,002293578 |

4. Faça um gráfico das velocidades obtidas em função do tempo.

[pic]

5. Classifique o movimento. Ele é um movimento uniforme? Justifique.

Não, ele não é um movimento uniforme, porque sua inclinação não é de 90° com o eixo y, sua inclinação é no sentido crescente demonstrando assim que sua velocidade não é constante.

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6. Com base no procedimento 1 monte uma tabela da posição e do tempo ao quadrado. Utilize a média do tempo obtida na Tabela 1.

|Posição(m) |Tempo ao quadrado(s²) |

|0 |0 |

|0,001 |0,984064 |

|0,002 |2,521744 |

|0,003 |4,605316 |

|0,004 |6,666724 |

7. Faça um gráfico das posições em função do quadrado do tempo.

[pic]

8. A partir do gráfico do item 7 encontre a inclinação da reta obtida.

Tgα= C.O = ∆S = a → 0,004 = a → aplicando-se a regra do três, temos:

C.A t² 2 6,66 2

2 . 0,004 = 6,66a → a = 0,008 → a = 0,0012 m/s²

6,66

9. Monte a equação do espaço em função do tempo eq.[2] para esse movimento.

S = So + V . t → S = 0 + 0,0017 . t

10.Monte a equação da velocidade em função do tempo.

V = Vo + a . t → V = 0 + 0,0012 . t

8. Resultados e Discussão

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Após todos os processos finalizados e todas as contas feitas, o grupo concluiu que a bolinha metálica do primeiro experimento possui um Movimento Uniforme considerando que alguns erros podem ter ocorrido na hora de soltar ou parar o cronometro, tirar o imã da bolinha. Também conclui que a bola metálica do segundo processo possui um Movimento Uniformemente Variado, pois levou em consideração que podem ter ocorrido alguns erros na hora de soltar a bola e o cronometro, e na hora de parar o cronometro.

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