O estudo do movimento rectilíneo acelerado uniformemente para analisar o comportamento da queda livre de um corpo e determinar a aceleração da gravidade local

Resumo:

Neste experimento tem-se por objetivo estudar o Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado visando analisar o comportamento de queda livre de um corpo e determinar a aceleração da gravidade local. Foram utilizados os dados obtidos em um Conjunto para Queda de Corpos com Bobina de Retenção. Para auxiliar na obtenção aproximada da aceleração da gravidade foi utilizada a teoria de erros.

Palavras-chave:

Movimento Retilíneo Uniformemente acelerado, Queda livre, Aceleração gravitacional, corpo de prova.

1 INTRODUÇÃO

O movimento vertical de qualquer corpo que se move nas proximidades da superfície da Terra, sob a influência unicamente da sua força peso, é chamado movimento de queda livre. Este movimento foi estudado por Aristóteles e Galileu Galilei, este procurou verificar se as afirmações feitas por Aristóteles à respeito da queda dos corpos eram válidas.

Para analisar os resultados, será tomada como base a 2ª Lei de Newton, que nos diz que F=m(dv/dt) [1], porém, ao se desprezar a resistência do ar e fazer as devidas adaptações no experimento, pode-se alterar partes da equação, resultando em Y(t)=1/2(gt²) [2], tendo conhecimento dos valores de “Y(t)” e de “t”acabamos por isolar “g”, tem-se assim que g=2y(t)/t² [3].

Afim de minimizar as falhas, deve-se fazer a propagação de erro nas medidas de tempo e distância registradas no experimento, sendo elas para a multiplicação “v1*v2 +/- (v1*e2+v2*e1)” e para a divisão “v1/v2+/- ((v1*e2+v2*e1)/v2²)”

2 OBJETIVOS

1.Estudo do movimento de um corpo em queda livre utilizando o equipamento adequado para este fim.

2. Determinação da aceleração da gravidade local por meio de várias analises das medidas de tempo obtidas nas consecutivas quedas do corpo de prova durante o experimento.

3.Demonstrar graficamente o movimento de queda livre do corpo de prova.

3 MATERIAIS UTILIZADOS

No procedimento experimental foram utilizados os seguintes materiais:

1) Conjunto para queda de corpos;

2) Bobina de retenção;

3) Sensor fotoelétrico;

4) Interface para aquisição de dados;

5) Corpo de prova com múltiplos intervalos iguais;

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A régua utilizada possui 10 marcações consecutivas com igual medida de 0,03m, totalizando um movimento vertical de 0,3m.

O primeiro marcador foi posicionado com a menor distância possível do sensor confome mostra a figura 1, para que a velocidade, aceleração e posição possam ser considerados nulos. Foi então utilizada a bobina para retenção do corpo de prova, após o sistema de aquisição de dados estar pronto, o corpo foi liberado e as medidas de tempo em relação ao movimento foram anotadas. O processo foi repetido por 5 vezes, para obtenção de valores mais seguros para