Relatório de Física Queda Livre

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UFRB – Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas

Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas - CETEC

GCET - 095 (P) – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I

Docente: Prof. Emilly Rocha dos Santos

RELATÓRIO DE ATIVIDADE PRÁTICA

EXPERIMENTO V – QUEDA LIVRE

Discente: Nº 2018203179 – Braian de Jesus Pinto;

E-mail: [e-mail]

                                                    Discente: Nº 2018205128 – Eder Brito Queiroz;

E-mail: [e-mail]

Discente: Nº 20178205389 – Gledson Guedes dos Santos Andrade;

E-mail: [e-mail]

Discente: Nº 2018209074 –Joice de Souza Santos;

E-mail: [e-mail]

Discente: Nº 2018209708 – Luana Pereira de Jesus;

E-mail: luaanapereira22@gmailcom

 

TURMA – P15.

Cruz das Almas – BA

01 de Julho de 2019

INTRODUÇÃO

    Sabemos que em mecânica clássica, a queda livre é o movimento resultante unicamente da aceleração provocada pela gravidade. A partir de aulas laboratoriais de física, foram feitos estudos e executado a prática desse movimento. O presente relatório descreve várias medições de tempo de queda livre de uma esfera de aço. Na sequência é apresentado o tratamento de dados no intuito de encontrar a discrepância entre a gravidade experimental.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

   Ao soltarmos uma folha de caderno e um livro da mesma altura, podemos observar que por ser mais pesado, o livro chegará primeiro ao solo. Essa afirmação foi feita por Aristóteles e foi aceita por vários séculos.  O movimento de queda livre é uma particularidade do movimento uniformemente variado. Refere-se a um movimento acelerado, cuja força é executada pela ação da gravidade. Séculos mais tarde de Aristóteles, Galileu Galilei (1564-1642), através de suas experimentas, conseguiu verificar que a velocidade de um corpo qualquer em queda livre aumenta sempre de quantidade que serão iguais a cada segundo. Verificou-se então que a aceleração na queda livre, chamada aceleração da gravidade (g), é igual a . Como g é o módulo de uma grandeza vetorial, seu valor é sempre positivo.

   Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e sua comprovação, inclusive ele repetiu o feito de Aristóteles e esse se tornou o seu experimento mais famoso. Estando na Torre de Pisa, Galileu abandonou no mesmo tempo esferas de pesos diferentes e verificou que elas chegavam ao solo no mesmo instante, como podemos observar no exemplo da figura 1. Quando Galileu realizou o experimento na Torre de Pisa e fez a confirmação de que Aristóteles se enganou, ele percebeu que existia a ação de uma força que retardava o movimento do corpo. Assim sendo, ele lançou a hipótese de que o ar exercesse grande interferência sobre a queda de corpos.

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Figura 1: Esquema da hipotética experiência de Galileu Galilei.

Considerando o eixo y positivo de cima para baixo, o deslocamento vertical no movimento de queda livre e a velociddae são dados por:

             

Onde:

: altura inicial do corpo

: velocidade inicial do corpo

g: aceleração da gravidade

t: tempo de queda

Considerando, em especial para a queda livre, que o objeto parte do repouso e que a altura inicial do corpo é zero, tendo este como referencial adotado, tem-se:

 

A partir das equações obtidas podemis observar que a relação entre o descolamento do corpo e o tempo da queda não linear. Em movimento com aceleração constante, como a própria gravidade, temos que:

Onde:

: variação da velocidade

: variação do tempo

OBJETIVOS

GERAL:

Analisar o tempo da queda livre de uma esfera metálica em diferentes alturas, no intuito de encontrar a discrepância percentual entre a gravidade da previsão teórica e a gravidade experimental.

ESPECÍFICO:

• Medir grandezas físicas utilizando os instrumentos adequados e apresentar corretamente os valores medidos de acordo com as regras da Teoria dos Erros.
• Observar e estudar o movimento de um corpo em queda livre.
• Traçar gráficos das variáveis do movimento de um corpo em queda e interpretá-los.
• Estimar o valor da aceleração gravitacional local.

MATERIAIS UTILIZADOS

• 02 (duas) esferas metálicas.
• Bobina de disparo e retenção.
• Fonte para bobina de disparo e retenção.
• Suporte alinhador horizontal.  
• Tripé universal horizontal com sapatas niveladoras e haste para fixação.
• 01 (um) cronômetro.
• Fita métrica.
• Balança digital.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

“Em primeiro lugar nivelamos o aparelho que foi usado no experimento. Utilizamos para isso a fita métrica para fazer as mudanças no posicionamento, ajustávamos os parafusos na base da coluna suporte. Com o auxílio da balança digital medimos a massa das esferas metálicas e anotamos na Tabela 9.1. Posicionamos a esfera de menor massa na bobina de disparo e retenção situada numa posição vertical qualquer da haste e, em seguida, medimos a altura (H) entre a base inferior da esfera metálica e a superfície onde a esfera cairá. Posteriormente, anotamos o valor da altura obtida na Tabela 9.1.  Ligamos a chave da fonte da bobina para prender a esfera metálica no eletroímã. Depois, liberamos a chave e iniciamos o cronômetro para obter o tempo de queda da esfera. Em seguida, anotamos o valor do tempo de queda da esfera fizemos mais 4 lançamentos usando esta configuração e anotamos os valores dos tempos de queda da esfera de menor massa. Em seguida repetimos os procedimentos anteriores com diferentes valores de H. Logo após utilizamos os mesmos valores das alturas para calcular os tempos de queda da esfera de massa maior.”