Queda livre de uma esfera de aço

Experimento 1: Queda livre de uma esfera de aço
L. E. E. de Araujo/V. Rodrigues/J. D. Marconi

Material Utilizado
• • • • • Esfera de aço Photogates Cronômetro Régua Paquímetro

Procedimento
Ligue o cronômetro inteligente do IFGW à sua fonte de alimentaçãoo externa (o cronômetro trabalha com uma alimentação DC de 9 V) e depois ligue a fonte a uma tomada de 110 V. Posicione os dois photogates como indica a Fig. 1. Como o photogate 1 marca o início da contagem de tempo, e o photogate 2 o fim, é importante ligar o photogate 1 da Figura 1 na entrada 1(A) do cronômetro, e o photogate 2 na entrada 2(B). Veja também a apostila que explica como usar o cronômetro. Com o cronômetro no modo “One Gate”, lance a esfera 50 vezes e meça o tempo que leva para esta atravessar o photogate 1. Com um paquímetro, determine o diâmetro da esfera. Mude o cronômetro para o modo “Two Gate”. Lance a esfera e meça o tempo de queda 50 vezes. Repita o procedimento para um total de 6 distâncias diferentes entre os photogates e uma separação mínima de 20 cm entre eles. Assim será possível medir as coordenadas y e t do movimento da esfera. Procure sempre lançar a esfera de uma mesma posição inicial de modo a minimizar variações, entre lançamentos, na velocidade inicial da esfera ao passar pelo photogate 1.

Figura 1: Montagem experimental para estudar a queda livre de uma esfera.

Relatório
1. Faça uma tabela dos 50 valores de tempos medidos no modo “One Gate”. 2. Determine qual o erro instrumental da medida. Calcule a média t0 , o desvio padrão σ, o erro estatístico !t0,estat e o erro total !t0,total . Escreva o resultado final no formato t0 ± !t0,total . 3. Faça um histograma com os valores medidos, tentando achar uma largura para o intervalo que seja mais conveniente. 4. A partir do tempo médio t0 calculado no item 2 e do valor do diâmetro da esfera, calcule a velocidade média v0 da esfera ao atravessar o photogate 1. 5. Faça uma ilustração da situação física correspondente ao