Fisica experimental mru

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Roteiro do Experimento: Movimento Retilíneo e Uniforme (MRU)
5.1 Objetivos Gerais
Ao final deste experimento o aprendiz deverá ser capaz de • Estudar as características físicas do movimento retilíneo uniforme (MRU) e de suas equações matemáticas; • Compreender o funcionamento de um trilho de colchão de ar; • Observar e caracterizar o movimento retilíneo uniforme em um objeto móvel; • Determinar distâncias e tempos através de régua e cronômetro; • Determinação da velocidade média de um móvel através de medições de deslocamentos e intervalos de tempo; • Verificar que a velocidade média para deslocamentos iguais é igual à velocidade média para deslocamentos não iguais, para um móvel com movimento retilíneo e uniforme.

5.2

Material Necessário

• Trilho de colchão de ar; • Carro de massa m adequada ao experimento; 36

ESTADO DE MATO GROSSO SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA

• Régua ou trena; • Cronômetro ou similar; • Papel milimetrado (e papel log-log, se necessário).

5.3

Introdução

� Pela 2ª lei de Newton [1, 2, 3], a força F resultante que atua sobre um corpo com massa m ˆ 0 cuja aceleração é nula � = 0ˆ + 0ˆ + 0k ≡ � será a ı  d� p d� v � =m = m� 0 F = dt dt ou dvx dvy dvz = 0, = 0, = 0. dt dt dt Cuja solução é a família de soluções a um parâmetro vx (t) = vx0 = vx (0) = vy (t) = vy0 vz (t) = vz0 ∆x ∆t ∆y = vy (0) = ∆t ∆z = vz (0) = ∆t (5.1)

(5.2)

(5.3) (5.4) (5.5)

em que vx0 , vy0 e vz0 são velocidades constantes1 . Assim a equação horária das posições fica x (t) = x0 + vx0 t y (t) = y0 + vy0 t z (t) = z0 + vz0 t (5.6) (5.7) (5.8)

na qual x0 , y0 e z0 é a posição inicial do móvel no instante t = 0 s. Estas são as equações de movimento que descrevem um objeto cobrindo distâncias iguais em tempos iguais, ou mais genericamente, distâncias proporcionais em tempos proporcionais. Num movimento unidimensional usaremos a