CENTRO DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE MECÂNICA E ENERGIA
Física Teórica e Experimental I – Professora Erica Monteiro Diogo
Movimento retilíneo
1. Introdução
São estudados dois tipos de movimento retilíneo: o movimento retilíneo uniforme, onde a velocidade não varia ao
longo do tempo; e o movimento retilíneo uniformemente variado, onde a velocidade varia ao longo do tempo
devido a uma aceleração constante. Serão realizados dois procedimentos distintos para estudar cada um dos
movimentos. Alguns conceitos importantes devem ser expostos antes da realização do experimento:
- referencial: é qualquer corpo escolhido como referência, em relação ao qual são descritas as posições de
outros corpos.
- posição ou espaço: é a distância em relação ao referencial adotado.
- posição inicial ou espaço inicial: no instante t0 = 0 (instante inicial), o corpo ocupa uma determinada posição
no espaço. Esta posição pode ser positiva (o corpo está à direita da origem) ou negativa ( o
corpo está à esquerda da origem) e é denominada posição inicial.
- deslocamento escalar: é a variação s = sf – si, da posição de um corpo num intervalo t = tf – ti.
1.1. Movimento retilíneo uniforme
Neste movimento, a velocidade é constante ao longo do tempo e é dada por:
v
s
.
t
(1)
A função horária do espaço para o corpo, que determina sua posição em função do tempo é dada por:
s  s0  vt .
(2)
1.2. Movimento retilíneo uniformemente variado
Neste movimento, a aceleração é constante ao longo do tempo e é dada por:
a
v
.
t
(3)
A função horária da velocidade do corpo, que determina sua velocidade em função do tempo é dada por:
v  v0  at .
Neste caso a função horária do espaço é dada por:
(4)
s  s0  v0t 
at 2
.
2
(5)
2. Objetivos
- Reconhecer as condições nas quais podemos afirmar que um movimento é uniforme ou uniformemente variado;
- Tabelar as posições de um móvel em função do tempo;
- Montar um gráfico que represente o movimento;
- Equacionar o movimento;
- Determinar através dos gráficos obtidos, a velocidade (no caso do movimento retilíneo uniforme) e a aceleração
(no caso do movimento retilíneo uniformemente variado).
3. Material utilizado
- Colchão de ar linear;
- Carrinho;
- Cronômetro;
- 6 folhas de papel milimetrado.
4. Procedimentos experimentais
4.1. Movimento retilíneo uniforme
1. Nivelar o colchão de ar e testar, colocando o carrinho sobre o colchão, se ele é acelerado para algum dos
lados do colchão. Se isto ocorrer, regular o colchão até que isto não ocorra mais.
2. Posicionar o carrinho numa das extremidades do colchão de ar e determinar a posição inicial x0.
Determinar as outras posições que serão utilizadas no experimento e anotá-las na Tabela 1. Anotar também
a incerteza para o tempo e o deslocamento.
3. Ligar o colchão de ar e empurrar o carrinho levemente enquanto se liga o cronômetro.
4. Parar o carrinho quando ele atingir a outra extremidade.
5. Anotar as posições ocupadas pelo carrinho e os intervalos de tempo medidos pelos cronômetros para cada
um destes deslocamentos na Tabela 2.
6. Repetir os procedimentos 3, 4 e 5, por cinco vezes.
4.2. Movimento retilíneo uniformemente variado
1. Inclinar o colchão de ar até que ele atinja 2°.
2. Posicionar o carrinho na extremidade mais elevada do colchão de ar e determinar a posição inicial x0.
3. Ligar o colchão de ar e abandonar o carrinho da posição inicial enquanto se liga o cronômetro.
4. Parar o carrinho quando ele atingir a outra extremidade.
5. Anotar as posições ocupadas pelo carrinho e os intervalos de tempo medidos pelos cronômetros para cada
um destes deslocamentos na Tabela 5.
6. Repetir os procedimentos 3, 4 e 5, por cinco vezes.
5. Medidas
Incerteza para o tempo= __________
Incerteza para o deslocamento=__________
Observação: usar sempre a média dos tempos na hora de calcular e preencher as tabelas 3, 4, 6, 7 e 8.
Tabela 1
Módulo da posição inicial (m)
Módulo da posição final (m)
Módulo do deslocamento (m)
x0=
x1=
x1- x0=
x1=
x2=
x2- x1=
x2=
x3=
x3- x2=
x3=
x4=
x4- x3=
x0=
x4=
x4- x0=
5.1. Movimento retilíneo uniforme
Tabela 2
1º Intervalo
Medida
x1- x0
(m)
t1 - t0
(s)
2º Intervalo
x2- x1
(m)
t2 - t1
(s)
3º Intervalo
x3- x2
(m)
t3 - t2
(s)
4º Intervalo
x4- x3
(m)
t4 - t 3
(s)
Intervalo total
x4- x0
(m)
1
2
3
4
5
Média
Tabela 3
1º Intervalo
Velocidade
média
2º Intervalo
3º Intervalo
4º Intervalo
Intervalo total
t4 - t0
(s)
Tabela 4
Posição ocupada
pelo móvel (m)
Tempo gasto até atingir a
posição (s)
x 0=
x 1=
x 2=
x 3=
x 4=
5.2. Movimento retilíneo uniformemente variado
Tabela 5
1º Intervalo
Medida
x1- x0
(m)
t1 - t0
(s)
2º Intervalo
x2- x1
(m)
t2 - t1
(s)
3º Intervalo
x3- x2
(m)
4º Intervalo
t3 - t2
(s)
x4- x3
(m)
t4 - t 3
(s)
Intervalo total
x4- x0
(m)
1
2
3
4
5
Média
Tabela 6
1º Intervalo
2º Intervalo
3º Intervalo
4º Intervalo
Velocidade
média
Tabela 7
Posição ocupada
pelo móvel (m)
x0=
x1=
x2=
x3=
x4=
Tempo gasto até atingir a
posição (s)
Tempo elevado ao
2
quadrado (s )
Intervalo total
t4 - t0
(s)
Tabela 8
Tempo gasto (s)
Velocidade (m/s)
t0=
v0=
t1=
v1=
t2=
v2=
t3=
v3=
t4=
v4=
v=v0+at
6. Resultados
I. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando os dados da Tabela 4. Você pode dizer que o movimento é
uniforme? Justifique.
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________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
II. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando os dados da Tabela 3, em função do tempo. O que você
pode concluir sobre a velocidade do movimento?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
III. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando as duas primeiras colunas da Tabela 7. Como este
movimento pode ser classificado? Justifique.
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
IV. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando os dados da Tabela 6, lembrando que, para v=v0, t=t0,
v=v1, t=t0 + t1, ... . O que você pode concluir sobre a velocidade deste movimento? Justifique.
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
V. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando a primeira e a terceira colunas da Tabela 7.
VI. A partir do gráfico do item V obtenha a inclinação da reta obtida. Que informação é possível obter da
inclinação?
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________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
VII. Faça um gráfico no papel milimetrado utilizando os dados da Tabela 8. Qual o significado físico da
tangente deste gráfico? E o significado físico da área sob o gráfico?
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VIII. Determine:
Posição inicial
Velocidade
inicial
Aceleração
Movimento Retilíneo Uniforme
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
IX. Monte as equações do movimento para cada um dos casos acima:
Posição
Velocidade
Movimento Retilíneo Uniforme
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
X. A partir das equações para o movimento retilíneo uniformemente variado, deduza a equação de Torriceli,
que não depende do tempo.
7. Referências bibliográficas
Movimento retilíneo uniformemente acelerado numa rampa – utilizando o plano inclinado de Aragão.
Roteiro para as práticas de Física Teórica e Experimental I, Departamento de Mecânica e Energia,
Universidade Estadual do Rio de Janeiro.
EMETÉRIO, Dirceu; ALVES, Mauro Rodrigues. Práticas de Física para Engenharias. Editora Átomo. Campinas SP, 2008.