Relatorio MCU

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE FÍSICA I

MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME

ACADEMICO: RA:

TURMA:

TURMA: 002

002 PROFESSOR:

PROFESSOR: CARLA

CARLA FABIANA

FABIANA

MARINGÁ, 24 DE MAIO DE 2013

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1. Resumo:

Para a realização desse Para a realização desse experimento, foi utilizado o auxílio de umaexperimento, foi utilizado o auxílio de uma

plataforma de azeheb, medindo a medida do corpo q

plataforma de azeheb, medindo a medida do corpo que estava em repouso e fixado oue estava em repouso e fixado o

corpo com um fio, sendo esse o ponto inicial. O aparelho foi ligado e com a

corpo com um fio, sendo esse o ponto inicial. O aparelho foi ligado e com a ajuda deajuda de

um cronômetro foram medidos alguns tempos afim de encontrar o período do

movimento;

2. 2. Introdução Geral:

Introdução Geral:

O movimento circular e uniforme é definido como umO movimento circular e uniforme é definido como um movimento em círculos e com módulo de velocidade constante. Ele está pre

movimento em círculos e com módulo de velocidade constante. Ele está pre sente, porsente, por exemplo, nos ventiladores, nos liquidificadores e nas rodas dos automóveis quando se exemplo, nos ventiladores, nos liquidificadores e nas rodas dos automóveis quando se locomovem com velocidade constante.

locomovem com velocidade constante.

A velocidade escalar permanece constante, pois

A velocidade escalar permanece constante, pois não há componente da aceleraçãonão há componente da aceleração tangente a trajetória. A aceleração que atua na partícula é inteiramente perpendicular tangente a trajetória. A aceleração que atua na partícula é inteiramente perpendicular (normal) a trajetória e t

(normal) a trajetória e tem sentido apontado para o centro da circunferência, em sentido apontado para o centro da circunferência, fazendofazendo com que haja apenas mudanças na direção do vetor velocidade. Essa

com que haja apenas mudanças na direção do vetor velocidade. Essa aceleração éaceleração é chamada de centrípeta e pode ser rel

chamada de centrípeta e pode ser relacionada de forma simples com o raio acionada de forma simples com o raio e com ae com a velocidade da partícula.

velocidade da partícula.

Através da Segunda Lei de Newton,

Através da Segunda Lei de Newton,   _{, e como no movimento circular uniforme}_{, e como no movimento circular uniforme}

existe uma aceleração, obrigatoriamente deverá existir alguma força resultante que atua existe uma aceleração, obrigatoriamente deverá existir alguma força resultante que atua no sistema responsável por essa aceleração. Essa força é chamada força centrípeta F no sistema responsável por essa aceleração. Essa força é chamada força centrípeta Fcc,,

tem mesma direção e sentido de a tem mesma direção e sentido de acc..

3. Objetivo(s):

Este experimento tem por objetivo determinar a Este experimento tem por objetivo determinar a equação de movimentoequação de movimento de um corpo de massa M em trajetória circular e caracterizar o tipo de movimento de um corpo de massa M em trajetória circular e caracterizar o tipo de movimento circular

circular

4. Fundamentação teórica:

No No movimento movimento circular circular e e uniforme uniforme pode-se pode-se afirmar afirmar queque sua aceleração possui módulo do vetor velocidade constante, porém como ele varia em sua aceleração possui módulo do vetor velocidade constante, porém como ele varia em direção e sentido, afirmamos que o vetor aceleração é diferente de zero. O vetor direção e sentido, afirmamos que o vetor aceleração é diferente de zero. O vetor aceleração de um movimento circular e uniforme só é constituído por uma componente, aceleração de um movimento circular e uniforme só é constituído por uma componente, só a radial, que é também chamada de aceleração centrípeta. A direção da aceleração só a radial, que é também chamada de aceleração centrípeta. A direção da aceleração centrípeta, em cada ponto da trajetória, é perpendicular à velocidade vetorial e aponta centrípeta, em cada ponto da trajetória, é perpendicular à velocidade vetorial e aponta para

para o o centro centro da da trajetória. trajetória. O O módulo módulo da da aceleração aceleração centrípeta centrípeta é é escrito escrito da da seguinteseguinte forma:

forma:

a

cc

=

v

22

/r

/r, onde r é o raio da circunferência descrita pelo móvel.

, onde r é o raio da circunferência descrita pelo móvel. Como oComo o

movimento circular uniforme é um movimento cíclico, podemos dizer que o tempo movimento circular uniforme é um movimento cíclico, podemos dizer que o tempo gasto para completar uma volta é chamado de período

gasto para completar uma volta é chamado de período

(T = 1/ f)

(T = 1/ f).

. E o inverso doE o inverso do período

período é é o o número número de de voltas voltas que que o o corpo corpo completa completa num num certo certo tempo, tempo, chamado chamado dede frequência,

frequência,

(f = 1/ T)

(f = 1/ T).

.

As equações utilizadas no movimento circular uniforme são:

Posição angular:

Posição angular: S = φ . R S = φ . R (1) onde R é o raio da circunferência. (1) onde R é o raio da circunferência.

Velocidade angular média:

Velocidade angular média:ωωmm=Δφ/Δt=Δφ/Δt (2) (2)

Aceleração centrípeta:

(3)

Força

Força centrípeta:centrípeta:

F

cc

=

m.

a

cc (4) onde a(4) onde acc é a aceleração centrípeta,é a aceleração centrípeta,

a

cc

=

v

22

/R

(5).Substituindo na equação acima temos:

F

cc

= m. v

22

/R(6)

5. Desenvolvimento Experimental:

5.1 Materiais Utilizados:

-1 plataforma giratória -1 plataforma giratória -Fio inextensível -Fio inextensível -Nivelador -Nivelador -1 régua -1 régua -1 cronômetro -1 cronômetro

5.2 Montagem Experimental:

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5.3 Descrição do experimento:

Este experimento foi realizado em uma plataformaEste experimento foi realizado em uma plataforma giratória da azeheb. Para começar, ajusta-se o raio da trajetória e depois verifica-se se a giratória da azeheb. Para começar, ajusta-se o raio da trajetória e depois verifica-se se a polia esta alinhada. Em seguida, fixa-se em uma das extremidades da plataforma uma polia esta alinhada. Em seguida, fixa-se em uma das extremidades da plataforma uma

massa de

massa de 100g, 100g, para para servir de coservir de contrapeso.ntrapeso.

Coloca-se o dinamômetro no suporte central, para que o gancho fique em uma Coloca-se o dinamômetro no suporte central, para que o gancho fique em uma dasdas extremidades, o mais Próximo possível da roldana, mas sem toca-la. Após isso conecte extremidades, o mais Próximo possível da roldana, mas sem toca-la. Após isso conecte um fio do gancho do dinamômetro no gancho lateral do corpo de massa (M), o

um fio do gancho do dinamômetro no gancho lateral do corpo de massa (M), o comprimento do fio deve ser o suficiente para que o corpo de massa (M) fique na comprimento do fio deve ser o suficiente para que o corpo de massa (M) fique na vertical.

vertical.

Zere o dinamômetro segurando o corpo de massa (M), e mantenha o fio na

Zere o dinamômetro segurando o corpo de massa (M), e mantenha o fio na vertical,vertical, ajuste o zero do dinamômetro variando sua “altura interna”, para isso solte um parafuso ajuste o zero do dinamômetro variando sua “altura interna”, para isso solte um parafuso que está localizado na extremidade oposta do gancho do dinamômetro, arrume e ape que está localizado na extremidade oposta do gancho do dinamômetro, arrume e ape rterte o parafuso novamente.

o parafuso novamente.

Após isso, ajuste a força peso (centríp

Após isso, ajuste a força peso (centrípeta) no dinamômetro, igual a 0,40N. Segure oeta) no dinamômetro, igual a 0,40N. Segure o corpo de massa M e mova o dinamômetro para cima, soltando assim os parafusos. corpo de massa M e mova o dinamômetro para cima, soltando assim os parafusos. Deixe a tensão igual a zer

Deixe a tensão igual a zero e ligue a fonte de tensão, e vá o e ligue a fonte de tensão, e vá aumento a forçaaumento a força gradativamente até que a força aplicada

gradativamente até que a força aplicada sobre o dinamômetro seja igual a 0,40N.sobre o dinamômetro seja igual a 0,40N. Fazendo com que o fio que sustenta o corpo fique na horizontal.

Fazendo com que o fio que sustenta o corpo fique na horizontal.

Em seguida, mantendo a massa na mesma posição, determine o valor médio do tempo Em seguida, mantendo a massa na mesma posição, determine o valor médio do tempo que ela leva para dar uma volta completa. E para determinar a média dos tempo, gire a que ela leva para dar uma volta completa. E para determinar a média dos tempo, gire a plataforma 10 voltas completas. Repita esse procedimento 3 vezes. E com esses dados plataforma 10 voltas completas. Repita esse procedimento 3 vezes. E com esses dados

obtidos calcule o valor médio do tempo que a massa M es

obtidos calcule o valor médio do tempo que a massa M es tá girando.tá girando.

5.4 Dados obtidos

5.4 Dados obtidos experimen

experimentalmente:

talmente:

Tabela 6.1-Dados obtidos experimentalmente com seus respectivos desvios. Tabela 6.1-Dados obtidos experimentalmente com seus respectivos desvios.

F(N) t F(N) t11(s) (s) tt22(s) (s) tt33(s) (s) tt44(s)(s) 0,4 0,4 14:69 14:69 14:62 14:62 14:53 14:53 14:3814:38 0,8 0,8 10:19 10:19 10:56 10:56 10:22 10:22 10:5910:59 1,2 1,2 08:16 08:16 08:62 08:62 08:28 08:28 08:4408:44 1,6 1,6 07:28 07:28 07:28 07:28 07:13 07:13 07:2807:28

M= 149,95±0,01

R= 15±0,05

5.5 Interpretação dos Resultados:

Tabela 6.2-Resultados experimentais baseado nos dados da tabela 6.1 com os Tabela 6.2-Resultados experimentais baseado nos dados da tabela 6.1 com os respectivos desvios.

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F(N) t F(N) tmm(s) (s) TTmm(s) (s) V(m/s)V(m/s) 0,4±0,02 0,4±0,02 14:55 14:55 1:451:45 0,8±0,02 0,8±0,02 10:39 10:39 1:031:03 1,2±0,02 1,2±0,02 8:37 8:37 0:8370:837 1,4±0,02 1,4±0,02 7:24 7:24 0:7240:724

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6. Análise dos Resultados:

Percebeu-se com o experimento que o movimento circularPercebeu-se com o experimento que o movimento circular uniforme possui aceleração centrípeta e que conforme aumenta-se a força do

uniforme possui aceleração centrípeta e que conforme aumenta-se a força do movimento, o tempo para que ele complete um período diminui e a velocidade movimento, o tempo para que ele complete um período diminui e a velocidade

aumentou para que a massa permanecesse alinhada a vertical. Foi obtido a média entre o aumentou para que a massa permanecesse alinhada a vertical. Foi obtido a média entre o tempo e período para que diminuísse os erros, pois conforme aumenta-se

tempo e período para que diminuísse os erros, pois conforme aumenta-se a velocidadea velocidade da plataforma, acaba dificultando ver se a massa está alinhada

da plataforma, acaba dificultando ver se a massa está alinhada

7. Conclusões:

Com a realização desse experimento, o objetivo foi de inferir asCom a realização desse experimento, o objetivo foi de inferir as equações de movimento de um corpo mantido em movimento circular uniforme, a partir equações de movimento de um corpo mantido em movimento circular uniforme, a partir da dedução da relação matemática que existe entre as duas principais grandezas do da dedução da relação matemática que existe entre as duas principais grandezas do sistema. Assim pode-se determinar experimentalmente a relação entre a força centrípeta sistema. Assim pode-se determinar experimentalmente a relação entre a força centrípeta e a velocidade escalar com os dados obtidos, obtendo-se um erro mínimo e desprezível. e a velocidade escalar com os dados obtidos, obtendo-se um erro mínimo e desprezível. O objetivo foi alcançado e a exatidão dos resultados está de acordo com a teoria e O objetivo foi alcançado e a exatidão dos resultados está de acordo com a teoria e dentro dos esperados para os instrumentos utilizados.

dentro dos esperados para os instrumentos utilizados.

8. Referência Bibliográfica:

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[1] Manual de LaboratórioManual de Laboratório – – Física Experimental I. Departamento de Física. Física Experimental I. Departamento de Física. [2]

[2] HALLIDAY RESNICK W. Fundamentos de Física, 6ª edição, volume 1, editoraHALLIDAY RESNICK W. Fundamentos de Física, 6ª edição, volume 1, editora LTC. LTC. [3]http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/movimento-circular-uniforme-velocidade-angular-e-transmissao.htm velocidade-angular-e-transmissao.htm [4] [4]http://educar.sc.usp.br/fisica/circteo.htmlhttp://educar.sc.usp.br/fisica/circteo.html

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