MRUV (plano inclinado) trilho de ar com faiscador

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1 MRUV (plno nclndo) trlho de r com fscdor - Concetos relcondos Intervlo de tempo, posção, velocdde, celerção, celerção méd e movmento retlíneo unformemente vrdo. - Objetvos Entender os concetos de espço percorrdo, posção, ntervlo de tempo, velocdde, celerção, celerção méd, fmlrzção com progrm específco de trtmento de ddos, elborção e nálse de tbels e gráfcos (mnulmente e v progrm). 3 - Método utlzdo O Regstro d posção em função do tempo é obtdo trvés de descrgs elétrcs de lt tensão (físcs) com freqüênc conhecd, que dex um rstro mpresso sobre um ft termo sensível cold sobre o trlho de r. 4 - Equpmentos trlho de r modelo Elng fscdor AT cvlero pr trlho de r régu 40 cm tren rolo de ft desv Fts termo sensível de 60 cm Clços pr elevr trlho 5 - Fundmentos Teórcos O movmento em que um corpo ou ponto mterl se desloc pens em trjetórs rets, com velocdde se mntendo constnte ou vrndo pens em módulo é chmdo Movmento Retlíneo. Em movmento com celerção, est tem sentdo prlelo o d velocdde, com vrção pens em módulo, nunc em dreção Movmento Retlíneo Unformemente Vrdo o Movmento Retlíneo Unformemente Vrdo (MRUV) o corpo ou ponto mterl está sujeto celerção constnte. A celerção méd é defnd como vrção d velocdde, dvdd pelo ntervlo de tempo decorrdo t : = v () Sendo v = v v 0 e t = t t0, t o tempo fnl, t 0 o tempo ncl, v velocdde em t, v 0 velocdde em t 0. o lmte de v e t tendendo zero, celerção méd pss ser celerção nstntâne: = lm v = dv 0 dt () Reescrevendo equção (5), consderndo celerção constnte, fzendo o nstnte ncl t 0, n equção 0 = (3) consderndo ( = ), temos segunte equção do MRUV: v = v + 0.t (3) Consderndo celerção constnte, é defnd como velocdde méd do movmento, méd rtmétc d velocdde no nstnte ncl com velocdde no nstnte fnl: Substtundo (3) e (4) em: equção do MRUV: x v + v0 v = (4) x = x0 + v t, se obtém = x0 + v0 t + t (5) Sendo x 0 posção e v 0 velocdde no nstnte t = 0, x posção no nstnte t e celerção constnte durnte o movmento. 6 - Montgem e procedmento expermentl O trlho de r com o cvlero flutundo sobre o colchão de r oferece um condção dequd pr o estudo de movmentos em um dmensão de sstems físcos soldo com trto reduzdo. Dentro d nálse dos erros experments pr este expermento de forç trto resultnte sobre o cvlero n dreção vertcl é nul. Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl Deprtmento de Físc Unversdde Estdul de Londrn, Feverero de 0.

2 MRUV (plno nclndo) trlho de r com fscdor Prátc - MRUV com o trlho de r nclndo. Lgr o nterruptor de energ do fscdor e do compressor de r e verfcr se o trlho de r está nveldo;. Impulsonr o cvlero lgums vezes (não com mut forç), com régu de 40 cm sem lgr o botão de dspro do fscdor, pr se fmlrzr com o equpmento; 3. Impulsonr o cvlero lgums vezes, com régu de 40 cm, conndo o botão de dspro do fscdor pr testá-lo e ver como funcon; 4. Deslgr o nterruptor de energ do fscdor e do compressor de r, depos fxr ft termo sensível de 60 cm n lterl do trlho de r, onde é cond ponter do fscdor; 5. Elevr o ponto de poo do trlho de r com um clço de 5 mm; 6. Lgr o compressor de r e o nterruptor do fscdor com o botão de conmento em mãos, soltr o cvlero prtr do extremo ms elevdo do trlho, conndo o botão de dspro do fscdor pens qundo ponter deslzr sobre ft termo sensível pel prmer vez; 7. Remover e dentfcr ft termo sensível mrcd, notndo freqüênc do fscdor, e ssnlndo o ponto ncl e fnl de regstro do movmento; 8. Repetr os procedmentos de 3 té 5 pr o regstros de outros movmentos com mor nclnção, sendo nclnção máxm de 30 mm. 9. Medr com tren o comprmento do trlho, e notndo este vlor. 7 - Análse dos ddos 7. - Análse esttístc. Fxr ft termo sensível n bncd de trblho;. Crculr um cd dos pontos que serão consderdos n nálse, defnndo o ponto x no níco d ft como orgem do movmento, conforme dgrm d Fgur ; 3. Orgnzr os vlores meddos e clculdos bxo, em um tbel, conforme Tbel Modelo; 4. Medr posção de cd ponto x prtr d orgem; 5. Consderndo t =/ f, sendo f freqüênc do gerdor de Alt tensão (fscdor), determnr o nstnte de tempo t = (pos é o período cd dos pontos) entre cd ponto x escolhdo, prtr d orgem; 6. Determnr dstânc x e os ntervlos de tempo pr todos os pontos x, de cordo com o dgrm d Fgur ; 7. Clculr velocdde méd v pr cd ntervlo ( x / ); 8. Clculr celerção méd pr cd ntervlo ( v / ), notndo n últm lnh d colun, sendo =, clculr o desvo (ou resíduo) = δ = ( ) de cd, notndo n últm lnh d colun seu somtóro (δ ) ; = 9. Clculr o qudrdo do desvo ( δ ) pr cd, notndo n últm lnh d colun seu somtóro (δ ) ; = 0. Obter o desvo pdrão d méd d celerção, ddo por: δ) = 0 σ = ( ). Expressr o vlor d velocdde do movmento em notção centífc, n form: = ± ;. Qul o vlor del pr o resíduo, e em que stução sso ocorre; Fgur Dgrm mostrndo o método de nálse dos pontos mrcdos n ft. ( σ Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl Deprtmento de Físc Unversdde Estdul de Londrn, Feverero de 0.

3 MRUV (plno nclndo) trlho de r com fscdor 7. - Análse gráfc Pr vlr dependênc d posção e d velocdde em função do tempo, em é escolhdo como orgem do referencl posção onde se nc mrcção do tempo, ou sej, x = 0 e v = 0 em t = 0. Com sto, o termo posção tem o mesmo sgnfcdo que dstânc totl. A celerção nstntâne em cd ponto x é defnd como o vlor de velocdde méd v correspondente no ntervlo entre dos pontos dstntos de cordo com o dgrm d Fgur ;. Construr em ppel mlmetrdo, o gráfco de x(t) (x versus t), prtr dos vlores x e t regstrdos n Tbel I. Trçr um ret e um curv méd (cores dferentes) entre os pontos pr vlr vsulmente qul dels descreve melhor juste de pontos (ver modelo gráfco em nexo);. Construr em ppel mlmetrdo, o gráfco de v(t) (v versus t), prtr dos vlores v e t regstrdos n Tbel I. Trçr um ret méd entre os pontos mrcdos no ppel e obter su nclnção d e nterpretr seu sgnfcdo, com bse no vlor encontrdo pr o tem d nálse 7.; 3. Inserr os ddos experments d n tbel do plctvo de trtmento de ddos de cordo com tbel modelo, pens pr o tempo t, posção x e velocdde v ; 4. Construr o gráfco de x (t) prtr dos vlores de x e t, dgtdos no plctvo; 5. Construr o gráfco de v (t) prtr dos vlores de v e t, dgtdos no plctvo; 6. Fzer o juste dos pontos experments em mbos os gráfcos gerdos nos tens nterores, usndo um função lner do tpo y = A + B x e um função polnoml de ordem do tpo y = A + B x + C x (dentfcá-ls por cores e legend); 7. Anlsr qul ds dus funções se just melhor os ddos experments, comprndo os vlores de R (coefcente de correlção) e SD (desvo pdrão do juste). O melhor juste é o que presentr mor vlor R e menor vlor de SD; 8. Pr o melhor, qul o sgnfcdo do prâmetro A e seu vlor? Qul o sgnfcdo do prâmetro B e seu vlor? Qul o sgnfcdo do prâmetro C e seu vlor (pr cso d função polnoml)?o que pode ser deduzdo o se comprr o vlor de B e o de C? 9. Como é escrt dependênc d posção em função do tempo (sugestão ver equções 3 e 5 e comprr com s equções de melhor juste obtds pelo plctvo). este cso, justfque o fto do movmento poder ser crcterzdo como MRUV; Questões complementres. Exste concordânc entre o vlor de obtdo n nálse esttístc e o vlor d nclnção d ret no o gráfco de v(t) n nálse gráfc? Fç um comentáro respeto do resultdo, e sus prováves cuss.. Verfcr o comprmento totl d ft termosensível e o número de pontos selecondos pr o estudo. Elbore rgumentos (explcções) que comprovem consstênc (lógc) do vlor obtdo pr celerção do movmento; 3. este cso consderndo os resultdos do expermento, é possível frmr que o cvlero em movmento se comport como um corpo soldo do meo exteror, sendo nul forç de trto cvlero-trlho? 4. Fç um desenho do cvlero se movendo no trlho nclndo, depos fç um dgrm de ponto mterl do cvlero num plno crtesno xy, com s forçs que gem sobre o cvlero; 5. Este movmento obedece Le de Inérc? Explque por quê? 6. Ache celerção d grvdde locl trvés ds h relções: = g. senθ e θ = rctg, L onde é vlor d celerção méd do cvlero devdo cd nclnção, g é celerção d grvdde, h ltur do clço, e L comprmento do trlho. Comente o vlor encontrdo com o vlor d grvdde conhecdo. Referêncs Bblográfcs. Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl, Uso do Trlho de r, Unversdde Estdul de Londrn, 007. Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl Deprtmento de Físc Unversdde Estdul de Londrn, Feverero de 0. 3

4 MRUV (plno nclndo) trlho de r com fscdor. Domcno, J. B., Jurlts K. R., Introdução à Físc Expermentl, Deprtmento de Físc, Unversdde Estdul de Londrn, Hlldy, D. e Resnck, R. Fundmentos de Físc vol. - LTC - Lvros Técncos e Centífcos Edtor S.A., Ro de Jnero, Sers, F. W. e Zemnsky, M. W. Físc - vol. - Ed. Unversdde de Brsíl Ro de Jnero 973 p Tbcnks, M. H., Concetos Báscos de Teor de erro, Dsponível em: < xtos/concbsteorerr.pdf>. Acesso em 3//007. Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl Deprtmento de Físc Unversdde Estdul de Londrn, Feverero de 0. 4

5 MRUV (plno nclndo) trlho de r com fscdor Anexos Tbel Modelo Regstro e trtmento dos ddos, sendo: o índce d mrcção crculd; t o nstnte do movmento n posção x ; x o espço percorrdo no ntervlo de tempo, e v velocdde méd entre mrcção nteror e posteror x, ; v é vrção dos vlores d velocdde entr mrcção nteror e de posteror v, é celerção méd entre mrcção nteror e posteror x, ( δ ) o qudrdo do desvo de cd medd ; Índce () t(s) x (cm) (s) x (cm) v (cm/s) v (cm/s) (cm/s ) δ o desvo de cd medd ; δ (cm/s ) t x t x 3 t 3 x 3 t x = = = ( δ ) (cm/s ) (δ ) = (δ ) = = Modelo de gráfco em ppel mlmetrdo, onde o exo vertcl represent o espço percorrdo e o exo horzontl represent o tempo decorrdo durnte o movmento de um ddo corpo, mbos em ftor escl (FE) proprdos. Tognho Flho, D. O., Zpprol, F. V. D., Pntoj, J. C. S., Ctálogo de Expermentos do Lbortóro Integrdo de Físc Gerl Deprtmento de Físc Unversdde Estdul de Londrn, Feverero de 0. 5