relatorio fisica i

7/23/2019 Relatorio Fisica I

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – CAMPUS ALEGRETE

INSTITUTO FEDERAL FARROUPILHA – CAMPUS ALEGRETE

CURSO DE ENGENHARIA AGRÍCOLADISCIPLINA DE FÍSICA I

PROFESSORA MIRIAN MARCHEZAN LOPES

TURMA 40 A

MOVIMENTO RETILINEO UNIFORME

BOLHA NO TUBO

ALAN ANTUNES

CAMILA FONTOURA

GABRIEL ALMEIDA

GUILHERME ALMEIDA

Alegrete, 18 de maio de 2015.



SUMÁRIO

1 OBJETIVO .................................................................................................................... 2

2 RESUMO ...................................................................................................................... 3

3 O MOVIMENTO RETILÍNEO..................................................................................... 4

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................ 7

4.1 Descrição do Experimento...................................................................................... 7

4.2 Descrição dos Procedimentos Experimentais ......................................................... 8

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................. 9

6 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 14

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 15



2

1 OBJETIVO

De maneira geral, o objetivo da experiência realizada é de reconhecer e

identificar as características do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) a partir da

observação da movimentação, construção de gráficos da posição em função do tempo e

a obtenção da equação horária de um móvel. Para a obtenção dos dados da

movimentação do móvel será utilizado o método da bolha no tubo, que será explicado

detalhadamente nos procedimentos experimentais.



3

2 RESUMO

Este relatório apresenta a descrição dos procedimentos experimentais realizados

em laboratório na disciplina de Física I, ministrada pela professora Mirian Marchezan

Lopes, no Instituto Federal Farroupilha. O trabalho contém uma breve fundamentação

teórica, contendo conceitos e equações pertinentes ao estudo do MRU, a descrição dos

procedimentos experimentais, onde serão detalhadas as ações realizadas no laboratório,

os resultados e discussão, contendo figuras e tabelas referentes às informações obtidas

com a realização da experiência e, por fim, será apresentada a conclusão relativa ao

experimento.



4

3 O MOVIMENTO RETILÍNEO

Primeiramente, para entender um MRU no contexto abordado nesta aula prática,

é necessário compreender o significado de posição e deslocamento. Para Halliday &

Resnick (2009, p. 15) “localizar um objeto significa determinar sua posição em relação

a um ponto de r eferência”, ou seja, até mesmo um corpo aparentemente estático pode

estar em movimento se comparado com um referencial não estático, portanto é

extremamente importante especificar a referência quando se trata de movimento,

posição e velocidade.

A Figura 1 apresenta um eixo horizontal para melhor explicar o conceito

supracitado.

Figura 1 - Escala horizontal, em metros.

Em relação à Figura 1, onde está localizado o objeto A? E o objeto B? A única

maneira de responder a essas perguntas é fazendo um incremento nelas, como: Qual a

posição do objeto B em relação ao objeto A? Assim, é possível responder que B está a

30 metros de distância do A.

E se o objeto A se movesse até a posição do objeto B, qual seria o

deslocamento? A Equação 1 pode ser utilizada para realizar este cálculo.

(1)

Onde:

: Posição de origem;

: Posição de final.

Assim:

-20 -10 0 10 20

A B

metros



5

()

Diz-se que o objeto se moveu 30 metros no sentido positivo. No caso do objeto

B se mover até a posição do objeto A, diz-se que o movimento foi de 30 metros no

sentido aposto, assim:

Além de posição e movimento, outra grandeza envolvida no MRU é a

velocidade média, que é representada pela razão entre o deslocamento () e o intervalo

de tempo em que o deslocamento de um objeto ocorre. Essa grandeza pode ser

determinada através da Equação 2.

(2)

Através da Equação 2, pode ser tirada, também, a equação horária da posição de

um objeto, como representado na Equação 3.

( ) (3)

Onde:

: Posição de origem;

: Posição final;

: Tempo inicial;: Tempo final.

Essas grandezas já citadas são, geralmente, representadas em gráficos de posição

versus tempo, como ilustrado na Figura 2.

Como já foi possível observar, na Equação 2 por exemplo, a velocidade média

leva em consideração apenas os intervalos iniciais e finais sem levar em consideração a

distância total percorrida. A velocidade escalar média é a grandeza que leva em

consideração a distância total e pode ser determinada através da Equação 4.



6

(4)

Onde:

: Distância total;

: Tempo inicial;

: Tempo final.

Figura 2 - Gráfico de deslocamento versus tempo.

Contudo, o movimento retilíneo uniforme é um movimento no qual o móvel

descreve uma trajetória retilínea com aceleração relativamente nula.

D e s l o c a m e n t o ( m

e t r o s )

Tempo (segundos)



7

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Neste tópico serão apresentados a descrição do experimento e os procedimentos

experimentais.

4.1 Descrição do Experimento

O método da bolha no tubo consiste em três tubos plásticos que contém fluidos

diferentes e uma bolha em seu interior, como ilustrado na Figura 3.

Figura 3 - Conjunto de tubos.

A velocidade de locomoção da bolha nos tubos varia de acordo com o tipo de

fluido, ângulo de inclinação dos tubos em relação a uma superfície horizontal, conforme

ilustrado na Figura 4, e temperatura.

Figura 4 - Variação na inclinação dos tubos.

0 cm

10 cm

20 cm

30 cm

40 cm

Fluido

1

Fluido

2

Fluido

3

θ



8

4.2 Descrição dos Procedimentos Experimentais

O primeiro passo após o reconhecimento dos materiais disponibilizados para a

realização do experimento, foram feitas medições, com um cronômetro, para quatro

posições da bolha de ar, de dez em dez centímetros, iniciando de 0 centímetros, para

cada tubo inclinado 45º.

Após a realização das medições com os tubos inclinados 45º, as medições foram

realizadas novamente para uma inclinação de 60º. Então, por fim, depois de obter os

resultados das medições, foram feitas análises com gráficos e equações visando

comparar fenômenos reais com a teoria encontrada na literatura.

A Figura 5 ilustra, de forma simplificada, os passos adotados para a realização

do aula experimenta.

Figura 5 - Procedimentos da aula laboratorial.

RECONHECIMENTODOS MATERIAIS

MEDIÇÃO COMINCLINAÇÃO DE 45º

TUBOVERMELHO

TUBO AZUL

TUBO VERDE

MEDIÇÃO COMINCLINAÇÃO DE 60º

TUBOVERMELHO

TUBO AZUL

TUBO VERDE

ANÁLISE(GRÁFICOS E EQUAÇÕES)

RESULTADOSDISCUSSÕES

CONCLUSÕES



9

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A primeira análise possível com a realização do experimento foi referente ao

sentido da velocidade da bolha em relação à escala que foi utilizada para medir entre 0 e

40 cm. A análise pôde ser realizada através da Equação 2, apresentada na Seção 3.

()

Caso a escala fosse invertida:

()

Após essa primeira análise, mais teórica, foram anotadas as medições, como

aparecem nas Tabelas 1 e 2.

Tabela 1 - Medições com ângulo de 45º.

Vermelho

Posição (cm) Med. 1 (s) Med. 2 (s) Med. 3 (s) Med. 4 (s) Tempo méd (s)

10 1,92 1,61 1,66 1,81 1,69

20 3,80 3,57 3,51 3,65 3,58

30 5,72 5,38 5,46 5,56 5,47

40 7,60 7,22 7,30 7,48 7,33

Azul


10 3,27 3,18 3,33 3,34 3,31

20 6,38 6,37 6,40 6,46 6,38

30 9,47 9,48 9,40 9,30 9,45

40 12,41 12,49 12,92 12,23 12,38

Verde


10 6,11 6,17 6,11 6,01 6,13

20 11,58 11,43 11,42 11,44 11,43

30 16,72 16,72 16,66 16,58 16,70

40 22,11 22,01 21,93 21,86 21,93

Nas Tabelas 1 e 2, os valores coloridos foram desconsiderados.



10

Tabela 2 – Medições com ângulo de 60º.

Vermelho


10 1,32 1,60 1,30 1,36 1,33

20 2,78 3,14 2,75 3,02 2,8530 4,30 4,54 4,33 4,59 4,39

40 6,06 5,97 2,92 6,10 6,04

Azul


10 2,32 2,39 2,29 2,86 2,33

20 4,75 4,75 4,62 5,78 5,09

30 7,15 7,02 6,99 8,23 7,05

40 9,50 9,34 9,33 10,94 9,39

Verde


10 4,67 4,17 4,84 4,98 4,83

20 8,97 7,94 9,16 9,40 9,18

30 13,34 11,54 13,59 13,67 13,53

40 17,53 15,33 17,79 18,11 17,81

A Figura 6 apresenta um gráfico de posição versus tempo médio encontrados na

Tabela 1 onde os tubos estão representados pelas suas respectivas cores.

Figura 6 - Posição por tempo médio.

Analisando o gráfico é possível notar, rapidamente, que a inclinação da reta está

diretamente ligada à velocidade do objeto.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25

P o s i ç ã o ( c m )

Tempo (s)



11

Outra maneira de representar a função da posição em relação ao tempo é

escrever a equação horária da posição, como a seguir. As equações foram ajustadas pelo

método dos mínimos quadrados.

Equação para o tubo vermelho:

Equação para o tubo azul:

Equação para o tubo verde:

Embora a bolha tenha começado o seu movimento da posição 0 cm, alguns erros

de medições resultaram em uma equação horária um pouco alterada das condições

ideias, porém o resultado ainda é aceitável, como é possível visualizar na Figura 7.

Figura 7 - Funções ajustadas comparadas com os pontos medidos.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

P o s i ç ã o ( c m

)

Tempo (s)



12

Através das equações horárias, ainda é possível extrair a velocidade média da

bolha para os diferentes casos, conforme a Figura 8.

Figura 8 - Representação da posição e velocidade em uma função horária.

Da mesma maneira como representado na Figura 8, é possível encontrar os

valores para os outros casos, lembrando que os valores devem ser divididos por 100

(cem) para que as grandezas sejam representadas nas unidades do sistema internacional

(metros e metros/segundo).

Agora serão apresentadas, na Figura 9, as medições realizadas com os tubos

ajustados para 60º comparadas com as medições com 45º.

Figura 9 - Comparação das medições de 60º com as de 45º.

É possível observar, na Figura 9, que as curvas para 60º apresentam uma

inclinação maior que as demais. A inclinação foi decorrente do tempo do trajeto e

consequentemente da velocidade. Contudo, quanto maior a inclinação, maior a

velocidade do objeto em movimento.

Posição

Inicial

Velocidade

Média

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 5 10 15 20 25

P o s i ç ã o ( c m )

Tempo (s)



13

A próxima figura, a Figura 10, apresenta um gráfico da velocidade média em

relação ao tempo da bolha do tubo vermelho ajustado com 60º de inclinação.

Figura 10 - Velocidade média da bolha do tubo vermelho com inclinação de 60º.

A Tabela 3 apresenta os valores dos pontos encontrados na Figura 10.

Tabela 3 - Velocidade média da bolha do tubo vermelho com inclinação de 60º.

Posição (cm) Velocidade Media (m/s)10 0,075376884

20 0,065645514

30 0,064935065

40 0,07012546

Total 0,069020731

É possível notar uma pequena diferença na velocidade da bolha representada na

Figura 10 em função da imprecisão no momento da medição do tempo, porém, emborahaja uma diferença, é possível notar que a variação se mantém em torno de um ponto.

Contudo, o movimento pode ser considerado um MRU, como está representado na linha

encontrada, também, na Figura 10.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

V e l o c i d a d e ( m / s )

Tempo (s)



14

6 CONCLUSÃO

A realização da atividade experimental serviu como auxílio dentro do plano de

ensino da disciplina de Física I, agregando conhecimento em conjunto com o conteúdo

passado em sala de aula, através da análise de medições por meio de gráficos, equações

e tabelas. De maneira geral, pôde-se aprender a compreender e utilizar gráficos, tanto da

velocidade média como da posição, que representam, de maneira completa, as

características do MRU.

Quanto ao método experimental, ele possibilitou a realização dos procedimentos

de maneira prática e a obtenção de resultados satisfatórios para a análise do movimento

retilíneo uniforme. O único ponto negativo, encontrado pelo grupo, foi a falta de

conhecimentos necessários para a compreensão das mudanças de comportamento em

função das características dos fluidos.



15

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Halliday, David. Resnick, Robert. Walker, Jearl. Fundamentos de física. Volume 1:mecânica. 8ª Edição. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

M. Lopes, Mirian. Disciplina de Física I (notas de aula). 2015/1.

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