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Quando um ponto material em trajetória retilínea se move com velocidade constante em relação a determinado referencial, seu movimento é retilíneo uniforme (MRU). No movimento não há diferença entre as velocidades média e instantânea. Nesse tipo de movimento não existe aceleração, sendo que a única grandeza que varia com o tempo é a posição.
O experimento abaixo é considerado um experimento simples e de baixo custo. Visa levar para o aluno uma interação mais profunda quanto à descoberta do movimento uniforme. O experimento pode ser levado para sala de aula para demonstração (construção de apenas 1 aparato) ou pode ser feito por grupos de alunos.
Material utilizado
- uma haste de ferro com rosca de 30 ou 60 cm
- uma régua de madeira de mesmo comprimento da haste
- uma arruela com diâmetro um pouco maior do que o diâmetro da haste metálica
- um suporte de madeira de (25 cm x 25 cm x 3 cm)
- um cronômetro
Montando o aparato experimental
Fixe a haste metálica e a régua de madeira no suporte de madeira de modo que fiquem paralelos (régua e haste) como na ilustração abaixo.
Ao colocarmos a arruela na extremidade superior da haste, veremos que ela oscilará e descerá bem lentamente pela haste em um movimento que podemos aproximar de um movimento retilíneo uniforme. É importante salientar que, se for colocada uma arruela com diâmetro muito próximo do tamanho do diâmetro da haste, ela poderá ficar presa e outras arruelas podem descer aos saltos.
A fim de realizar o estudo do MRU utilizando esse dispositivo, precisaremos de alguns auxiliares e também de um cronômetro, pois é necessário medir as posições e o tempo simultaneamente.
Inicie a marcação do tempo de descida da arruela logo após colocá-la na extremidade superior da haste. Quando ela começar a descer, ative o cronômetro. O tempo inicial é igual a t = 0 e a posição, nesse instante, medida através da régua, nada mais é do que a posição inicial do x0.
Conforme a arruela desce, vá anotando os valores das posições pelas quais ela passa e anote também os instantes correspondentes às posições. Você pode fazer as medidas em intervalos de tempos iguais, em instantes prefixados ou em posições predeterminadas (medidas em centímetros). É bom que se obtenha pelo menos seis medidas, mas quanto mais, melhor.
Ao coletar as medidas, coloque os dados em uma tabela como no modelo abaixo:
| t (s) | ||||||
| x (cm) |
Utilizando essa tabela fica fácil construir em uma folha quadriculada ou até mesmo de papel milimetrado o gráfico da posição x tempo do movimento da arruela. Com base no gráfico construído podemos realizar os cálculos e determinar o módulo da velocidade de queda da arruela. Os pontos da construção do gráfico devem estar alinhados, caso isso não aconteça não podemos dizer que o movimento é uniforme.
Por Domiciano Marques
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola