Experimento 3 - Movimento Uniformemente Variado: Procedimento Experimental

• Estudo do Movimento Uniformemente Variado (MUV), qualitativa e quantitativamente.
• Apreender as noções de velocidade/variação de velocidade/aceleração.
• Construir e interpretar gráficos: S versus t, V versus t e a versus t do movimento uniformemente variado a partir dos dados experimentais obtidos e dos calculados das equações do movimento.
• Estabelecer a equação horária e da velocidade para este movimento.

Material necessário

• Puck e mesa
• 1 folha de papel sulfite
• 3 folhas de papel quadriculado ou milimetrado
• 1 régua

Procedimento

• Coloque um calço (de altura 5 cm aproximadamente) sob a mesa, deixando-a inclinada.
• Fixe o papel sulfite no meio da mesa ou use a própria mesa e depois passe os pontos para o papel.
• Posicione o puck na parte mais alta da mesa, abandonando-o, para que este desça a mesa em uma trajetória retilínea.
• Repita a experiência se o PUCK não fizer uma trajetória retilínea.
• Escolha uma origem (S₀ 0), desprezando os primeiros pontos.
• A partir da posição inicial (S₀), a cada seis intervalos, marque as posições S₁, S₂ , S₃...
• Meça com a régua os espaços, e coloque os dados de espaços (S) e tempos (t) na tabela 3.1. Lembre-se de que a cada seis intervalos, o tempo decorrido é igual a 0,1 s.
• Calcule as velocidades médias, para cada duas posições consecutivas, e coloque esses valores na tabela 3.1: V_média =S/t.
• Calcule V = V_posterior - V_anterior, colocando estes valores na tabela 3.1.
• Calcule a aceleração média, a = V/t, colocando os valores na tabela 3.1.

  Clique aqui para preencher Tabela 3.1.

• Faça os seguintes gráficos com os dados obtidos na tabela 3.1:
  S versus t

  V versus t

  a versus t

• Calcule o valor médio das acelerações obtidas na tabela 3.1.
• Calcule o valor de Vo através da equação da velocidade, V = V₀ + at, usando um valor qualquer de V e o correspondente t da tabela 3.1, e o valor médio da aceleração obtido no item anterior.
• Estabeleça a equação horária e a equação velocidade para este movimento.

  

• Calcule os valores de S através da equação horária S = S₀ + V₀ t + (at²)/2. Use para t os valores intermediários (0,05 s, 0,15 s...) e o valor médio de a já calculado. Coloque os valores de S e t na tabela 3.2.
• Calcule os valores de V através da equação da velocidade V = V₀ + at, e coloque os valores de V e t (0,05 s, 0,15 s...) na tabela 3.2.

  Clique aqui para preencher Tabela 3.2.

• Faça os gráficos:
  • S versus t, V versus t com os dados obtidos na tabela 3.2, nos mesmos eixos dos gráficos da tabela 3.1.

    Para diferenciar os gráficos experimentais (tabela 3.1) dos gráficos dos valores calculados (tabela 3.2), use os símbolos:

    experimental

    calculado

  • Compare os gráficos obtidos da tabela 3.1 com os da tabela 3.2 e responda às seguintes perguntas:
    1. Considerando os gráficos S versus t experimental e calculado, houve diferença entre os valores encontrados? Justifique a resposta.
    2. O movimento é acelerado ou retardado? Justifique a resposta. Para qual intervalo de tempo o PUCK apresentou maior variação de velocidade?
    3. Qual a variação total de espaço e o intervalo de tempo correspondente para este movimento? A partir destes dados calcule a velocidade escalar média.
    4. Considerando os gráficos V versus t experimental e calculado, há diferenças entre os valores encontrados? Justifique a resposta. Qual a função matemática que mais se aproxima dos gráficos encontrados?
• Procure resumidamente dar as conclusões, críticas e sugestões para melhoria do experimento.

Exemplo de Movimento Uniformemente Variado

Considere que os valores medidos para S e t medidos experimentalmente, quando o PUCK apresenta MUV, são os da tabela 3.1:

S(cm)	t(s)	S(cm)	t(s)	V(cm/s)	V(cm/s)	a(cm/s2)
3.6	0.0
		2.4	0.1	24.0
6.0	0.1				10.0	100
		3.4	0.1	34.0
9.4	0.2				9.0	90
		4.3	0.1	43.0
13.7	0.3				8.0	80
		5.1	0.1	51.0
18.8	0.4				10.0	100
		6.1	0.1	61.0
24.9	0.5

Tabela 3.1 - Valores de S e t obtidos experimentalmente (MUV)

Valor médio da aceleração = (100 + 90 + 80 + 100) / 4 = 92.5 m/s²

Cálculo da velocidade inicial (V ₀)

Da tabela 3.1, para t = 0,1 s temos: V = 24,0 m/s.

Substituindo estes valores na equação da velocidade V = V₀ + at, tem-se que:

24,0 = V₀ + 92,5 * 0,1

V0 14,7 cm/s

Agora faça a simulação deste movimento em LOGO.