Movimento retilíneo uniforme e suas características

Apresentação experimento de física 1

1. Grupo:
Ellen Leslie Santos
Jairo Braga da Silva
José Roberto Vieira Santos
José Tiago Jesus de Souza Teles
Rafael Campos de Oliveira
Física experimental I - Curso Licenciatura em Matemática – 2015/2

2. Movimento retilíneo uniforme (M.R.U.)
Este tipo de movimento se define por variações de espaços iguais em intervalos de
tempo iguais, em outras palavras a velocidade é constante. Ou seja, é o movimento
no qual o móvel percorre uma trajetória retilínea com uma velocidade constante e
diferente de zero.
A velocidade média é dada por:
V
m
= ∆S / ∆t
Onde:
∆S = variação do espaço (S – S
0
)

∆t = variação do tempo (t – t
0
)
Essa é grandeza que representa a velocidade que um móvel percorre uma
determinada distância. Como a velocidade é sempre constante em MRU V=V
m
.
Já para encontrar a posição de um objeto em um determinado momento t,
conhecendo a sua posição inicial e a sua velocidade, utilizamos a função horária do
MRU, dada por:
S
= S
0 + v * ∆t

3. Materiais utilizados
Os seguintes materiais foram utilizados na execução deste experimento:
01 base de sustentação principal com um plano inclinado articulável com escala
de0º a 45º (figura 1);
01 tubo lacrado, contendo óleo, uma esfera de aço e bolha;
01 ímã;
01 cronômetro de pulso (na falta deste foi utilizado cronômetro do aparelho
telefônico);
01 nível de bolha para superfície.
Figura 1: Plano inclinado Kersting III

4. Metodologia e objetivos
Para a realização do experimento, a esfera de aço dentro do cilindro com óleo foi
posicionada na parte superior do planto inclinado utilizando-se de um imã. Na
posição 0mm a esfera era solta afastando o imã que a matinha em repouso, no
mesmo momento foi acionado o cronômetro que, por sua vez eram registradas as
parciais a cada instante que a esfera percorria as posições desejadas. Esse
procedimento foi repetido por três vezes e foi calculada a média das três medições
para chegar a valores que diminuíssem o erro de precisão o máximo possível.
O experimento teve como objetivos:
Caracterizar um movimento retilíneo e uniforme (M.R.U.);
Calcular a velocidade de um móvel em MRU;
Prever a posição futura de um móvel que se desloca em MRU;
Construir gráficos:
posição (S) versus tempo (t)
velocidade (v) versus tempo (t)

5. Resultados
Com o plano inclinado em 15º, foram obtidos os seguintes resultados:
Tabela 1:

Posição Ocupada
(mm)
Espaço Percorrido (mm)
Intervalo de
tempo (s)
Velocidade Média
(mm/s)
X
0
= 0mm ∆x
n
∆t
n
∆v
n
= ∆x
n
/ ∆t
n
X
1
= 100mm ∆x
1
= X
1
- X
0
=

100mm ∆t
1
= 1,67 ∆v
1
= 59,88
X
2
= 200mm ∆x
2
= X
2
- X
0
=

200mm ∆t
2
= 3,40 ∆v
2
= 58,82
X
3
= 300mm ∆x
3
= X
3
- X
0
=

300mm ∆t
3
= 5,03 ∆v
3
= 59,64
X
4
= 400mm ∆x
4
= X
4
- X
0
=

400mm ∆t
4
= 6,56 ∆v
4
= 60,97

6. Resultados
De acordo com os valores registrados na Tabela 1, obteve-se os gráficos de x versus t e
v versus t:
Figura 2 - Gráfico x versus t:
A figura geométrica encontrada no gráfico
x versus t obtido a partir dos dados da
tabela 1, aproxima-se de uma reta
inclinada, assim levando em conta a falta
de precisão na marcação dos tempos,
podemos considerar a validade dos dados,
ou seja, o gráfico x versus t é característico
do MRU, pois a posição varia de forma
linear com o decorrer do tempo.

7. Resultados
Figura 3 - Gráfico v versus t: O gráfico v versus t obtido através dos
resultados do laboratório aproxima-se
do gráfico ideal, que seria uma reta
horizontal característica do MRU, pois a
velocidade permanece sempre
constante em relação a qualquer tempo.
Assim as declividades encontradas no
gráfico v versus t representam
fisicamente a taxa de variação da
velocidade em relação ao tempo. Sendo
esta inclinação nula, temos que a
velocidade não se altera conforme o
tempo muda.

8. Resultados
Portanto temos que a área sob o gráfico v versus t representa a distancia percorrida
(∆S) pelo móvel, e pode ser calculada por:
A = v * ∆t
Assim temos:
A = ∆S = v * ∆t
A = 60,97 * 6,56
A = 399,96 mm
2
A
aprox
= ∆S = 400 mm
Sendo a função horária do MRU S = S
0
+ v * ∆t e V = V
m
temos:
V
m
= (S – S
0
) / ∆t
V
m
= (400 – 0) / 6,56
V
m
= 400 / 6,56
V
m
= 60,97 m/s

9. Resultados
Sabendo-se que no MRU a velocidade permanece constante em qualquer intervalo de
tempo e utilizando a função horária do MRU, podemos calcular a posição que o móvel
ocupará no t = 10 segundos.
Assim

V

= V
m
= 60,97 m/s e t = 10 segundos, temos:
S = S
0
+ v * ∆t
S = 0 + 60,97 * 10
S = 609,7 mm
Esta posição não pode ser checada pois não fizemos a medição em laboratório como
pedido no experimento. Assim não foi possível verificar se haveria diferença entre a
posição calculada e a posição medida.

10. Conclusões
No experimento realizado verificamos que o tempo de reação de cada pessoa e os
equipamentos utilizados para fazer as medições, especialmente o cronometro,
acabam gerando algumas distorções nos resultados obtidos em relação aos resultados
esperados. Mesmo assim foi possível verificar que os resultados se mantiveram
relativamente próximos, o que esta de acordo com a bibliografia, onde a velocidade
no MRU é sempre constante em qualquer tempo observado.

11. Aplicações do M.R.U.
Apesar de ser o movimento mais simples que se possa imaginar, ele não é muito
frequente na natureza. O que impede um objeto de manter-se em velocidade
constante, são as forças que atuam sobre ele como por exemplo atrito.
Alguns moveis podem manter-se em velocidades praticamente constantes, como por
exemplo um trem longe das estações e em trechos retos. Ou ainda um paraquedas
aberto, embora inicialmente realize um movimento acelerado, dada a resistência do
ar, logo entra em movimento uniforme e, exatamente por isso, a velocidade não
aumenta demasiadamente.

12. Referências
HALLIDAY, D. Fundamentos de Física: Mecânica, vol1. 7 ed. LTC, 2006.
ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J. Fundamental university physics. Vol. 1: Machanics
and thermodynamics. Reading, Ma.: Addison-Wesley, 1980, 2nd ed., v. 1, 1980.