Queda Livre

RESUMO

Segundo a 2ª Lei de Newton, é possível medir a aceleração de um corpo se deste mesmo for conhecida a massa e a força resultante aplicada seguindo a expressão:

Fr = m . a , onde m é a massa do corpo e a é a aceleração. Note que quando a força resultante é nula então não há aceleração e o corpo está em um movimento retilíneo uniforme sem a ação de forças (1º Lei de Newton Lei da Inércia).

A aceleração é uma grandeza vetorial definida pela cinemática como sendo a taxa de variação da velocidade em função do tempo. Quando um sistema apresenta aceleração constante, o módulo da mesma é dado por:

Neste experimento foram estudadas as causas dos movimentos, estabelecida pela 2ª lei de Newton ou Principio fundamental da dinâmica, que é a definição do conceito de força na mecânica; define-se em termos do efeito que produz sobre os corpos em que atua. Assim encontra-se experimentalmente que aceleração é função da força, sendo, a mais simples entre todas as funções: a função linear e homogênea.

Newton estabeleceu esta lei para análise das causas dos movimentos, relacionando as forças que atuam sobre um corpo de massa m constante e a aceleração adquirida pelo mesmo, devido à atuação das forças. “A resultante das forças aplicadas sobre um ponto material é igual ao produto da sua massa pela aceleração adquirida.”.

OBJETIVO

Verificar mudanças na aceleração, através da variação da força resultante, quando a massa é mantida constante e pela variação da massa, quando a força resultante é mantida constante.

TEORIA

Sir Isaac Newton foi um grande cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, teólogo e filosofo natural. Sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, foi publicada em 1687 e é considerada um dos mais influentes na história da ciência, pois nele está descrita a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentam a mecânica clássica. As três leis de Newton explicam várias comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos e nelas ele, Isaac Newton dedicou um extenso trabalho. Neste experimento falaremos sobre a Segunda Lei de Newton e comparamos os valores da aceleração com cinemática. A segunda lei de Newton relaciona a força resultante e variação da velocidade. Tal experimento visa mostrar e facilitar o estudo do movimento de um corpo em condições que se aproximam de um sistema sem atrito, calculando a aceleração adquirida por um sistema sob a ação de uma força constante e verificar que a aceleração adquirida por um corpo sob ação de uma força constante é inversamente proporcional à massa do corpo, comprovando assim a segunda lei de Newton.

PARTE EXPERIMENTAL

Para realizar o experimento utilizamos um Trilho de ar que é a trajetória percorrida pelo sistema, que se movimenta sem um atrito considerável, puxado por um porta-pesos de massa M.

Figura 1. Trilho de Ar (air track)

O sistema é formado pelo planador, pelo fio e pelo porta-pesos. Uma chave é utilizada para liberar o sistema