Roteiro para movimento uniforme e uniformemente variado Nesta aula você terá duas tarefas relativamente simples, no entanto, bem trabalhosas. A primeira experiência será a montagem de um experimento sobre movimento uniforme de um corpo imerso em um fluído. Posteriormente, você montará um plano inclinado para realizar um experimento de movimento uniformemente variado de um corpo que deslizará praticamente sem atrito sobre o plano. Movimento Uniforme de um corpo imerso em um fluído Fig.1: Experimento de MU. Um corpo ao se deslocar em um fluido acaba chegando em uma velocidade constante (você deverá estudar a causa disto) conhecida como velocidade limite. Neste experimento você usará uma mangueira em um suporte para simular esta situação
e verificar se esta velocidade é verdadeiramente atingida. Parte do que está abaixo listado já foi feito antes de você entrar neste laboratório, o importante deste roteiro é que você poderá utilizá lo como guia na preparação de material de baixo custo. Para realizar tudo isto, siga o seguinte roteiro: Materiais: 1. Duas rolhas (3/4 polegadas); 2. Uma mangueira transparente de 50cm de comprimento por 3/4 polegadas; 3. Duas braçadeiras; 4. Um suporte para fazer as marcações ( madeira com 50cm de comprimento e no mínimo 5cm de largura); 5. Uma miçanga; 6. Aproximadamente 350ml de óleo de cozinha. Procedimento experimental: 1. Tome a mangueira e fixe a na madeira usando a braçadeira 2. Faça uma escala na madeira ou na mangueira 3. Coloque a rolha de em uma das extremidades e coloque óleo até quase completar a mangueira 4. Coloque uma miçanga dentro da mangueira e feche. 5. Espere o sistema estabilizar, vire o conjunto e veja o comportamento da bolha de ar. No momento em que a bolha chegar no inicio de escala dispare o cronômetro, toda vez que a bolha passar por um múltiplo de 10 cm você anote o valor do cronômetro. 6. Se a rolha estiver danificada procure vedá la com alguma fita. 7. Deixe uma pessoa observando a bolha, outra olhando o cronometro e outra anotando. Análise de dados: 1. Com base nos dados da medida de posição e tempo monte uma gráfico de posição versus tempo. O que este gráfico te apresenta? 2. Calcule a velocidade média entre cada intervalo. Qual a conclusão que você chega? 3. Faça um gráfico de velocidade versus tempo. 4. Você pode imaginar que existe uma aceleração nesta situação? 5. Faça um relatório com todos estes dados e entregue o na data marcada pelo professor. 6. Não se esqueça que qualquer dúvida pode ser tirada junto ao professor.
Movimento Uniformemente Variado de um corpo sobre um plano inclinado. Fig.2: Experimento de MUV Materiais: 1. Trilho de ar com gerador de fluxo de ar GF 2000 2. Apoio para inclinação 3. Interface de Aquisição de dados Procedimento experimental: Com o plano inclinado (trilho de ar com um apoio para que esse fique com uma inclinação) montado, execute as seguintes tarefas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Execute o software da Interface de Aquisição de Dados (A.D 2.0) Permaneça na aba Cinemática, com a sub aba Posição x Tempo selecionada. Identifique os sensores Clique em iniciar, aguarde a mensagem na tela, clique em ok Aguarde os sensores zerarem na Interface de Aquisição de Dados Quando zerarem, abandone o corpo próximo ao primeiro sensor para que a velocidade inicial seja 0 m/s
7. Verifique o tempo que o corpo levou para concluir o percurso. 8. Salve imagem para relatório 9. Fazer os procedimentos 6 e 7 quatro vezes. 10. Calcular a média dos tempos e elevar ao quadrado os valores médio dos tempos Fig.3:Exemplo de aquisição de dados do experimento com o Software. Análise de dados: 1. Monte um gráfico de posição versus o tempo 2. Monte outro gráfico de posição versus o tempo ao quadrado. 3. Obtenha do gráfico de posição versus o tempo ao quadrado uma reta ajustada. 4. Faça um relatório com todos estes dados e entregue o na data marcada pelo professor, não se esqueça que qualquer dúvida pode ser tirada junto ao professor. Questões para nortear o relatório 1 Explique a causa da velocidade constante de um corpo imerso em um fluido. Quais as limitações desta suposição? 2 Demonstre que um corpo deslizando em um plano inclinado com ângulo ϴ é submetido à uma aceleração a = g sin(θ). 3 Discuta os erros associados às medidas.
Fig.4:Interface de Aquisição de Dados, quando o equipamento é colocado na Porta USB do computador acende o item Ad, quando o sensores são acionados, acendem os seus respectivos numeros na interface, para iniciar o experimento deve se esperar com que os números dos sensores apaguem. Formulário de Tratamento Estatístico Média Aritmética
Variância Desvio Padrão Desvio Padrão do Valor Médio Formulário de Propagação de Erros