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OBJETIVO:
Nosso estudo no laboratório terá como objetivo compreender o conceito de
velocidade média e velocidade, o conceito de medidas de tempo e posição com o
intuito de observar e analisar o movimento do carrinho. Também analisaremos os
gráficos obtido das tabelas e mediremos a velocidade do carrinho sobre os trilhos.
INTRODUÇÃO:
No presente relatório serão apresentados dados coletados através da
cinemática.
Tendo em vista que no universo tudo está em constante movimento, desde
pequenas partículas imperceptíveis ao olhar mais atento, bem como, massas de
médio e grande porte como objetos, pessoas, planetas, estrelas e assim por diante
a compreensão deste fenômeno o movimento é crucial para ciência.
Portanto neste relatório observaremos dois tipos de movimentos: Movimento
Uniforme (MU), que se caracteriza por ter velocidade constante e aceleração nula;
Movimento Uniformemente Variado (MUV), onde a aceleração é constante e a
velocidade é variada.
Os dados para realização do presente relatório foram obtidos através de um
experimento realizado em laboratório através de um carrinho elétrico montado em
trilhos e sensores de medição de tempo (cronômetros) para o preenchimento de três
tabelas que foram utilizadas para o desenvolvimento e caracterização de cada tipo
de movimento, cálculo de erro e gráficos.
Neste relatório comprovaremos as diferentes características dos tipos de
movimentos bem como comparação entre a teoria e a prática no estudo da física.
RELAÇÃO DE MATERIAIS:
1. Trilho para o carrinho;
2. Carrinho elétrico;
3. Cronômetro digital;
4. Relé Reed;
3. Anotar os valores das posições do carrinho referente a cada sensor.
X1 (m) X2 (m) X3 (m) X4 (m) X5 (m)
4. Após zerar os cronômetros, acionar a chave do carrinho para na posição V1 e
com a direção indicada na figura 1;
5. Anotar os valores de tempo na Tabela 1.
6. Repetir os paços colhendo três (03) valores de tempo para o mesmo
deslocamento. Anotar na tabela e calcular o tempo médio.
7. Calcular a velocidade desenvolvida pelo carrinho ao percorrer a distância entre
os sensores S1, S2, S3, S4 e S.
8. Repetir os itens 3 a 6 para a chave do carrinho elétrico na posição V2 (velocidade
maior). Repetir os procedimentos e anotar na Tabela 2.
9. Posicionar o carrinho deslizante sobre o trilho na horizontal e amarrar um
barbante na extremidade do carrinho e no suporte para massas aferidas (9g).
Quando o carrinho passar pelo primeiro sensor (S1) os cronômetros são
acionados e ao passar pelos outros sensores (S2, S3, S4 e S5) os intervalos de
tempo são indicados no displays.
10. Anotar os valores de tempo na Tabela 3.
11. Repetir os passos colhendo três (03) valores de tempo para o mesmo
deslocamento. Anotar na tabela e calcular o tempo médio.
EXPERIMENTO:
Ao iniciar a experiência foram colhidos os valores dos tempos de cada sensor,
assim mostrados nas tabelas abaixo respectivamente, onde as informações das
medidas do tempo feitas pelos sensores (S2, S3, S4 e S5) correspondem aos
tempos t1, t2, t3 e t4. Foram feitas 3 leituras em cada tabela.
TABELA 1
Leitura Nº ∆x1 (m) ∆x2 (m) ∆x3 (m) ∆x4 (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) 01 0,1 0,2 0,3 0,4 1,52 3,19 4,71 6, 02 0,1 0,2 0,3 0,4 1,45 3,04 4,49 6, 03 0,1 0,2 0,3 0,4 1,76 3,64 5,59 7,
Cálculo da média do tempo (s): tm = = 1,577^ 3,290^ 4,930^ 6,
Cálculo da velocidade média (m/s): V= ∆x/tn 0,063 0,060 0,061 0, Ln= Leitura N= Número de Leituras
TABELA 2
Leitura Nº ∆x1 (m) ∆x2 (m) ∆x3 (m) ∆x4 (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) 01 0,1 0,2 0,3 0,4 0,68 1,44 2,12 2, 02 0,1 0,2 0,3 0,4 0,64 1,34 1,98 2, 03 0,1 0,2 0,3 0,4 0,64 1,33 1,97 2,
Cálculo da média do tempo (s): t m= = 0,653^ 1,370^ 2,023^ 2,
Cálculo da velocidade média (m/s): V= ∆x/tm 0,153 0,146 0,148 0, Ln= Leitura N= Número de Leituras
TABELA 3
Leitura Nº ∆x1 (m) ∆x2 (m) ∆x3 (m) ∆x4 (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) 01 0,1 0,2 0,3 0,4 0,42 0,76 1,01 1, 02 0,1 0,2 0,3 0,4 0,43 0,77 1,02 1, 03 0,1 0,2 0,3 0,4 0,46 0,79 1,05 1,
Cálculo da média do tempo (s): t m= = 0,436^ 0,773^ 1,027^ 1,
Cálculo da velocidade média (m/s): V= ∆ x/tn 0,229^ 0,259^ 0,292^ 0.
Ln= Leitura N= Número de Leituras
Construção do gráfico X = f(t) das Tabelas 1 e 2.
Gráfico SEQ Gráfico *
Os Gráficos são semelhantes em sua reta, ambos formam uma reta bem
perpendicular ou paralela ao eixo t. Área do gráfico significa o espaço percorrido (∆x)
pelo carrinho elétrico nos intervalos de tempo (tn ).
Cálculo do erro médio das velocidades das Tabelas 1 e 2
TABELA 1
Número da Medição (m/s) = (- ) (m/s) 01 0,063 0, 02 0,061 0, 03 0,061 0, 04 0,060 - 0, N=04 =0,061 m/s Erro encontrado: = = = 0,001 m/s Expressão da medida: V = ( ± ), ou seja, V= (0,061 ± 0,001) m/s
TABELA 2
Número da Medição (m/s) = (- ) (m/s) 01 0,153 0, 02 0,146 - 0, 03 0,143 - 0, 04 0,148 0,
Gráfico SEQ Gráfico *Área do gráfico correspondente ao ∆x (m) percorrida pelo carrinho elétrico.
N=04 =0,148 m/s Erro encontrado: = = = 0,003 m/s Expressão da medida: V = ( ± ), ou seja, V= (0,148 ± 0,003) m/s
Analisando matematicamente as tabelas podemos concluir que a velocidade
não foi constante em todos os tempo. Isso porque pode ter ocorridos erros na leitura
dos cronômetros ou influência do atrito do carrinho elétrico com o trilho. Outro fator
que também pode ter influenciado no resultado é a condição de energia das pilhas
do carrinho, que ao longo do teste as mesmas podem terem sofrido perdas de
energia, fazendo com que o carrinho elétrico sofresse uma pequena variação na
velocidade.
CONCLUSÃO:
Concluímos que com a experiência realizada, nós podemos distinguir as
diferenças entre os dois tipos de movimentos encontrados: MU (movimento
uniforme) e MUV (movimento uniformemente variado). O primeiro é quando a
aceleração é nula, ou seja, a velocidade é sempre constante. No MUV, existe a
aceleração, fazendo com que a velocidade varie de acordo com ela. Nos
experimentos das tabelas 1 e 2, houve movimento uniforme, mas mesmo assim,
houve uma pequena diferença entre as médias das velocidades, devido a possíveis
diversos fatores, tais como: posição em que o carrinho foi solto no trilho, regulagem
do próprio carrinho e ou até mesmo nas contas feitas para descobrir a média, onde
fizemos o uso de arredondamentos das dízimas, causando pequenas diferenças no
resultado final. Mesmo com estas diferenças (mínimas), podemos observar que na
