Movimento Retilíneo Uniformemente Variado MRUV
Por Wellysson Barbosa Pimenta | 05/12/2016 | Engenharia
Fernando Lourenço,
Nayara Moura,
Wellysson Pimenta,
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Introdução
Dado um sistema de referência, o movimento é chamado de retilíneo uniformemente variado (MRUV) quando a trajetória é uma reta e a velocidade varia linearmente com o tempo, isto é, a aceleração é constante.
Δt) considerado.
Aceleração é a razão entre a variação de velocidade (Δv) de um móvel e o intervalo de tempo. a= DV/Dt
A unidade de medida da aceleração, no SI, é m/s2. Significa que, por exemplo, se a aceleração tem valor igual 5 m/s2 é porque a velocidade do móvel variou de 5 m/s em cada segundo de movimento.
- Função horária da velocidade em função do tempo
V= velocidade
V= V0+ at V0= velocidade inicial
a= aceleração
Evangelista Torricelli viveu entre 1608 e 1647. Foi físico e matemático e contribuiu em várias áreas do conhecimento, tendo forte destaque na demonstração experimental da existência da pressão atmosférica. Mas ele é mais conhecido pela equação:
V2 = V02+ 2 aΔs
Esta equação leva o nome de Equação de Torricelli.
Ele isolou o tempo na equação da velocidade V= V0 +at, substituiu na equação da posição S= S0 + V0t + , como visto na figura 1.
A dedução originou uma equação onde se pode determinar a velocidade (v) do móvel, sem conhecer o intervalo de tempo (Δt) em que ocorreu o movimento.
- Queda livre e lançamento vertical
Quando solta-se um objeto qualquer, próximo à superfície da Terra (ou algum outro corpo que possua uma grande massa), este se desloca em direção à Terra.
Chamamos de queda livre quando o corpo é solto (abandonado) de uma certa altura e de lançamento vertical, quando a velocidade inicial é maior do que zero. Em ambos os casos, o corpo fica sujeito a uma aceleração, chamada aceleração da gravidade (g), cujo valor para a Terra é, aproximadamente, igual a 9,8 m/s2. Este valor depende da latitude e longitude e para facilidade nos cálculos, pode ser usado g =10 m/s2. Assim, a queda livre ou o lançamento vertical são exemplos típicos de MRUV e podemos adaptar as equações, fazendo a = g e ΔS = h e as equações ficam:
Palavras-chave: MRUV
Base de dados: Google e Google acadêmico
Objetivo
Demonstrar o MRUV aplicando velocidade variada em um carrinho de controle remoto adaptado por nós (só anda em linha reta), na qual podemos variar a velocidade para verificar se a aceleração permanece constante.
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Materiais e Métodos utilizados
- Motor com empuxo de 1,8 kg;
- Rolamentos de esferas;
- Madeira de sucata;
- Bateria de 40 amperes;
- Rádio controle fly sky modelo FS-TS;
- Hélice 7x4;
- Celular Galaxy S5 para captação de imagens;
- Pen drive para o armazenamento de vídeo e make off.
O protótipo do carrinho foi construído utilizando madeira, rolo de impressora, cabo de vassoura e parafusos; adaptação eletrônica para fixação dos terminais da bateria e motor. Foram realizados diversos testes para encontrar a velocidade ideal para manter o carrinho alinhado para assim realizar as medições.
Protótipo (carrinho de madeira com material reciclado): Fonte: Os autores
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Cálculos obtidos
Em uma pista de 6 metros, aceleramos o carrinho até uma distância de 3 metros, fazendo-o desacelerar automaticamente, a fim de obter dois momentos; da aceleração e desaceleração do protótipo e observar o seu comportamento. Foram realizados 5 testes e o tempo total para aceleração e desaceleração foram:
Número Repetições |
Distância Total |
Tempo Aceleração |
Distância Aceleração |
Tempo Desaceleração |
Distância Desaceleração |
1° |
5,58m |
2s |
3,0m |
2s |
2,58m |
2° |
5,69m |
2s |
3,0m |
2s |
2,69m |
3° |
5,75m |
2s |
3,0m |
2s |
2,75m |
4° |
5,49m |
2s |
3,0m |
2s |
2,49m |
5° |
5,57m |
2s |
3,0m |
2s |
2,57m |
Distância média na aceleração |
Velocidade média na aceleração |
Aceleração média na aceleração |
5,62m |
3,31m/s |
1,66m/s² |
Distância média na desaceleração |
Velocidade média na desaceleração |
Aceleração média na desaceleração |
2,62m |
1,31m/s |
0,66m/s² |
- Conclusão
Ao iniciarmos a montagem do protótipo encontramos alguma dificuldade em manter o carrinho alinhado devido à montagem ter sido feira em madeira e o acoplamento dos eixos e rolamentos aparafusados. Porém, ao final conseguimos alcançar esse objetivo utilizando esquadro e regulando a velocidade do giro da hélice.
Este trabalho nos possibilitou compreender parte do conteúdo de cinemática através da experimentação, a necessidade de levantamento de dados e, por fim, com a elaboração e interpretação dos cálculos.
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Fontes
http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/mruv/intro/
http://www.cienciamao.usp.br/dados/snef/_aequacaodetorricellinoes.trabalho.pdf
http://www.nutes.ufrj.br/abrapec/viiienpec/resumos/R0105-1.pdf