Movimento Retilíneo Uniformemente Variado MRUV

Por Wellysson Barbosa Pimenta | 05/12/2016 | Engenharia

 

Fernando Lourenço,

Nayara Moura,

Wellysson Pimenta,

  1. 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.

  1. 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

  1. 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

5,58m

2s

3,0m

2s

2,58m

5,69m

2s

3,0m

2s

2,69m

5,75m

2s

3,0m

2s

2,75m

5,49m

2s

3,0m

2s

2,49m

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

 

  1. 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.

  1. 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

http://www.fisicamariaines.com/acelera.html