Determinação da aceleração da gravidade local através do movimento de um corpo em queda livre.

QUEDA LIVRE, ACELERAÇÃO EM QUEDA LIVRE

OBJETIVOS: Determinação da aceleração da gravidade local através do movimento de um corpo em queda livre.

INTRODUÇÃO: Medição de um corpo em queda livre, embora seja um exemplo muito utilizado em Mecânica, apresenta dificuldades para ser realizado experimentalmente, devido à cronometragem do tempo ser da ordem de frações de segundo. Por este motivo, neste experimento, utilizamos o cronômetro eletrônico. O cronômetro se liga quando o corpo está solto e se desliga, quando o objeto bate na base.
As equações que governam o movimento de um corpo em queda livre (somente a atração gravitacional atuando sobre ele) são obtidas a partir das mesmas de movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA) usando a aceleração da gravidade g na direção vertical com sentido para o centro da Terra. Escolhendo o eixo h orientado verticalmente para baixo, podemos escrever as equações principais deste movimento:

onde vo e ho são a velocidade e posição iniciais (no instante t = 0); v(t) e h(t) são a velocidade e posição no instante genérico t.
Lembre-se que para nosso caso vo e ho estão iguais à zero.
Formalmente a queda de um corpo pode ser considerada livre somente no vácuo. Para se considerar o movimento de um corpo dentro da atmosfera como o de queda livre, tem-se que desprezar a força de atrito devida à resistência do ar. Empiricamente chega-se à conclusão que esta força vale aproximadamente 0,1 % da força peso (atração gravitacional) para um corpo cilíndrico de massa 200 gramas. Esta força vale ainda menos para esferas de diâmetros usados neste experimento. Sendo assim, pode-se desprezar a resistência do ar uma vez que os erros relativos introduzidos estão dentro da imprecisão das medidas.

A energia mecânica E de um sistema é a soma da energia cinética K e da energia potencial U:
E = K + U Para um corpo em queda livre, a energia mecânica não varia durante o movimento; isto é, a energia mecânica se conserva. Uma