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Relatório sobre o laboratório 01 - movimentos retilíneos, de física experimental I
Tipologia: Trabalhos
Oferta por tempo limitado
Compartilhado em 06/11/2021
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Instituto de Sistema Elétricos e Energia
Física Experimental I - FIS 213
Graduação em Engenharia Elétrica
Isabela Pereira de Godoy (2021011242)
LABORATÓRIO REMOTO 1 - MOVIMENTOS RETILÍNEOS
Prof. Wilton da Silva Dias
Instituto de Física e Química
3.2 Etapa Inicial
Utilizou-se um cronômetro multifuncional digital EQ228A (Cidepe), com erro de
50 μs e fundo de escala 99,99995 s. O cronômetro passou a funcionar (instante t=
s) quando o primeiro sensor ótico é acionado pela passagem do carrinho. Os demais
sensores marcaram o tempo de passagem, em relação à passagem no primeiro
sensor.
Os 5 sensores óticos foram posicionados ao longo do trilho, nas posições
exatas em 30, 60, 90, 120 e 150 cm da extremidade inicial, portanto, equidistantes
30 cm entre si. Assim, quando a luz do sensor for cortada pela placa superior do
carrinho, o meio dele estará exatamente em uma dessas posições. Devido ao
tamanho físico da placa e dos sensores, adotou-se um erro de ± 1mm para as
posições dos sensores.
3.3 Primeiro Ensaio
Nesse ensaio do experimento, o trilho de ar está perfeitamente nivelado. Dessa
forma, o carrinho pode deslizar no trilho perfeitamente horizontal.
O carrinho foi lançado suavemente da extremidade com o impulsionador, de
modo que quando passou pelo primeiro sensor sua velocidade era diferente de zero.
Tabela 1 - Dados do ensaio com o trilho horizontal.
Fonte: Laboratório 1 de Física Experimental - IFQ- UNIFEI- Set/
Sensor Tempo (s)
Posição (cm)
3.4 Segundo Ensaio
Nesse ensaio o trilho foi inclinado, com o auxílio do calço de madeira, sob o pé
unitário do trilho.
O carrinho foi largado da extremidade elevada do trilho, desceu sob a ação da
gravidade, de modo que ao passar pelo primeiro sensor sua velocidade era diferente
de zero.
Tabela 2 - Dados do ensaio com o trilho inclinado
Fonte: Laboratório 1 de Física Experimental - IFQ- UNIFEI- Set/
3.4.1 Cálculo do seno do ângulo i e seu erro
L
h
100
2,
L
h
h
erro ( h )
2
L
erro ( L )
2
2,
0, 2
0,
100
2
Sensor Tempo (s)
Posição (cm)
4.2 Análise Gráfica das Tabelas 1 e 2
Gráfico do tipo Ax + B , com tendência linear e com seus coeficientes iguais a:
Gráfico do tipo a x x , com tendência curva e com seus coeficientes iguais a:
0
1
2
2
a 29, 8 , 0)
0
a 32, , )
1
a 11, 7 , 9)
2
Contudo o gráfico foi construído sobre dados em centímetros, então para achar a
aceleração em a partir do coeficiente é preciso multiplicá-lo
ms
/
2
(− 0 4 ± 0 1, , )
por e por.
2
2
2 −
Assim temos que
a , 08 , 02) m s
1
= (− 0 0 ± 0 0
/
2
No segundo gráfico (Gráfico 2) obteve-se a seguinte fórmula através do ajuste
polinomial:
P = ( 29, 98 ± 0 1, 0) + (32, 0 ± 0 2, ) t + (11, 17 ± 0 0, 9) t
2
Contudo o gráfico foi construído sobre dados em centímetros, então para achar a
aceleração em ms a partir do coeficiente é preciso multiplicá-lo /
2
(11, 17 ± 0 0, 9)
por e por.
2
2
2 −
Assim temos que
a 0, 234 , 018) m s
2
= ( 2 ± 0 0
/
2
4.5 Cálculo das Acelerações Teóricas
As acelerações teóricas e seus erros foram obtidos através das seguintes fórmulas:
a en ( i )
teo
= g × s erro ( a ) rro [ sen ( i )]
teo
= g × e
Sendo
g = 9 7, 8520 m s
/
2
Para o primeiro ensaio temos que i = 0, então:
a , 8520 en (0)
teo
1
= 9 7 × s erro ( a ) , 8520 , 0002
teo
1
= 9 7 × 0 0
a , 0000
teo
1
= 0 0 erro ( a ) , 0020
teo
1
= 0 0
a 0, 0000 , 0020) m s
teo
1
= ( 0 ± 0 0
/
2
Para o segundo ensaio temos que sen ( i ) = (0, 02321 ± 0 0, 0002), então:
a , 8520 en ( i )
teo
2
= 9 7 × s erro ( a ) , 8520 , 0002
teo
2
= 9 7 × 0 0
a , 8520 , 2321
teo
2
= 9 7 × 0 0 erro ( a ) , 0020
teo
2
= 0 0
a 0, 2711 , 0020) m s
teo
2
= ( 2 ± 0 0
/
2
No primeiro ensaio obtivemos acelerações muito próximas entre si e com erros
inferiores a 50%, Com exceção da primeira aceleração média que tem o erro maior
que a própria aceleração em 300%. Contudo esse erros podem ter sido ocasionados
pela incerteza dos próprios instrumentos de medição e a propagação de seus erros
quando os cálculos foram realizados. Sendo assim, podemos concluir que a
aceleração do primeiro ensaio é muito próxima de zero, suas velocidades ao longo
do tempo são muito próximas entre si, podendo ser tidas como constantes e o
deslocamento do objeto segue uma função de primeiro grau, então seu movimento
pode ser classificado como Retilíneo Uniforme.
No segundo ensaio também obtivemos acelerações muito semelhantes entre si
que se aproximam de , com erros inferiores a 4%. Apesar de a medição
0 2, 2 m s /
2
desse ensaio ter sido feita com os mesmos instrumentos do primeiro, obteve-se
erros menores e dados mais próximos da realidade mesmo propagando seus erros
nos cálculos. Com isso é possível concluir que o deslocamento do objeto segue uma
função de segundo grau, sua velocidade varia seguindo uma função de primeiro
grau e a aceleração se mantém consideravelmente constante com o decorrer do
tempo. Desse modo, pode-se classificar esse movimento como Retilíneo
Uniformemente Variado.
