Queda livre

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  • Publicado : 30 de setembro de 2012
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Relatório de Apresentação e Análise de Medidas Físicas Movimento em uma Dimensão: Movimento de Queda Livre


I.Objetivos: A fim de fixar os conceitos de Cinemática Unidimensional, este relatório traz o processo de estudo e análise de dados obtidos através de uma prática laboratorial de queda livre. A queda livre de corpos sujeitos à gravidade da Terra, na proximidade de sua superfície, éregida como sendo um movimento retilíneo uniformemente variado, sendo essa taxa de variação da velocidade a aceleração da gravidade, de valor experimental, em Uberlândia, de , / . Se um corpo cai partindo do repouso no instante inicial 0, do ponto de coordenada , a variação da sua coordenada com o tempo pode ser obtida imediatamente fazendo-se obviamente trocando por : ². A queda livre, a rigor, só éobservada no vácuo. No caso da experiência presente, no entanto, a resistência oferecida pelo ar pode ser desconsiderada devido à forma do objeto (uma esfera), à sua grande massa específica e à baixa velocidade que atinge durante o movimento. Pretende-se então determinar a partir dessa prática laboratorial o valor da aceleração da gravidade local; a velocidade escalar média da esfera entre doispontos da trajetória de queda; demonstrar que para um movimento de aceleração tangencial constante, a velocidade escalar média, num certo intervalo de tempo, é a média aritmética entre as velocidades inicial e final, entre outros parâmetros tomados para o estudo. na equação , e

II.Procedimentos: Os procedimentos utilizados durante o processo de medida serão enumerados a seguir: I. II. III.Utilizar-se-á um eletroímã e um cronômetro digital acoplado a duas fotocélulas a fim de estudar o movimento de queda livre. Uma esfera será presa ao eletroímã e quando o circuito for aberto ela cairá executando um movimento aproximado de queda livre. O cronômetro é acionado quando a esfera passa pela primeira fotocélula e travado quando passa pela segunda. Dessa forma, o tempo para a esfera percorrer adistância entre as duas fotocélulas pode ser determinado.

IV. V. VI.

Em um primeiro processo, a primeira fotocélula será colocada imediatamente abaixo da esfera presa e a segunda fotocélula terá sua posição variada. No segundo processo, a primeira fotocélula será colocada numa posição fixa a 10 cm abaixo da esfera, e a segunda fotocélula terá sua posição variada. Tomados esses dois processoscomo eventos isolados, estudá-los-emos também de forma independente, a se ver no tópico a seguir.

III.Apresentação dos resultados: O sistema foi montado com os seguintes aparatos experimentais: eletroímã, esfera metálica (corpo que descreverá movimento de queda livre), duas fotocélulas, cronômetro digital acoplado às fotocélulas, régua de base fixa e aparatos elétricos para a comunicação dosaparelhos. Nesse momento devemos lembrar que há uma diferença espacial entre a superfície de contato da esfera e o seu centro de gravidade, que é o que está sendo analisado. No entanto, tal discrepância pode ser negligenciada já que o ponto da superfície da esfera que é percebido pela primeira fotocélula, é o mesmo percebido pela segunda fotocélula, ou seja, a primeira fotocélula aciona ocronômetro quando um determinado ponto a cruza, e a segunda fotocélula trava o cronômetro justamente quando esse ponto também a cruza. Para o primeiro procedimento, a primeira fotocélula será acoplada imediatamente abaixo da esfera, ou seja, na ordenada 0. Já a segunda fotocélula terá sua posição de acoplagem variada em relação à primeira, que se manterá fixa ao longo do procedimento. Isso significa que avelocidade inicial da esfera será 0. Para o segundo procedimento, a primeira fotocélula será acoplada 0,10m abaixo do ponto em que a esfera é abandonada, ou seja, na ordenada 0,1. Já a segunda fotocélula terá sua posição de acoplagem variada em relação à primeira, que também se manterá fixa ao longo do procedimento. Nesse procedimento teremos a velocidade inicial diferente de zero. A esfera foi...
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