Queda livre

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Escola Secundária c/ 3º Ciclo João Gonçalves ZarcoActividade Laboratorial Física 11º AnoNome: Catarina Silva Cardoso Lento de Oliveira.Turma / Número: 11º 3, nº 29.Data: |

Dois atletas com pesos diferentes, em queda livre, experimentam ou não a mesma aceleração?

Introdução:

Esta experiência consiste em libertar duasesferas de metal com diferentes massas de uma determinada altura e medir o tempo que elas demoram a atingir um ponto base predefinido e sempre fixo. Um dos objectivos é encontrar o valor de g (aceleração da gravidade) para o local da experiência e fazer uma analogia ao seu valor convencional de 9,8 ms-2.

Objectivos:

* Distinguir força, velocidade e aceleração;
* Reconhecer que, numaqueda livre, corpos com massas diferentes experimentam a mesma aceleração;
* Explicar que os efeitos de resistência do ar ou de impulsão podem originar acelerações de queda diferentes;
* Determinar, a partir das medições efectuadas, o valor da aceleração da gravidade e compará-lo com o valor tabelado;
* Determinar, a partir das medições efectuadas o valor da velocidade imediatamenteantes de atingir o solo;
* Determinar o tempo de queda do corpo.

Material Necessário:
* Cronómetro digital de terminal “fone”;
* Adaptador de queda livre com esferas metálicas;
* Tripé com varão de suporte;
* Fita métrica.

Procedimento:

1. Fixa-se o mecanismo libertador do adaptador a um varão de suporte, fixo num tripé, a uma altura (h) a cerca de 2m do solo;
2.Coloca-se uma das esferas no referido mecanismo, fixando-a apertando levemente o parafuso;
3. Coloca-se o tapete receptor dentro de uma caixa baixa, no solo, na vertical da esfera;
4. Mede-se, com a fita métrica, a distância do centro da esfera à base do tapete receptor;
5. Conecta-se o terminal “fone” do adaptador ao cronómetro;
6. Liga-se o medidor em ON e coloca-se no modo GATE ems;
7. Pressiona-se o botão RESET do medidor de tempo;
8. Desaperta-se o parafuso para libertar a esfera e verifica-se se cai no centro do tapete receptor;
Se não cair, faz-se RESET no medidor de tempo, reposiciona-se o tapete e verifica-se de novo;
9. Realiza-se o primeiro ensaio, deixando cair a esfera A;
10. Lê-se o tempo no mostrador digital do medidor e regista-se o valor natabela;
11. Repete-se o procedimento anterior mais duas vezes;
12. Substitui-se a esfera utilizada por outra diferente e repetem-se os procedimentos de 8 a 11;
13. Registam-se os valores ∆t na tabela;
14. Repetem-se novamente os procedimentos anteriores tendo o mecanismo libertador a uma altura (h) diferente, por exemplo, 1,5m, e registam-se os novos valores de ∆t na tabela;15. Completa-se a tabela realizando os cálculos necessários e indicando as unidades.

Fundamentação Teórica:

A queda livre é o movimento de um corpo que, partindo do repouso e desprezando a resistência do ar, está sujeito apenas à interacção gravítica.

Foi Galileu Galilei que demonstrou que corpos de massas diferentes quando largados de uma determinada altura (h) chegam ao solo ao mesmotempo, desprezando a resistência do ar. Sabemos hoje que, nas proximidades do planeta Terra, todos os corpos soltos num mesmo local são atraídos com uma aceleração constante, quaisquer que sejam as suas massas.
Essa aceleração, de mesmo valor para todos os corpos, é denominada aceleração normal da gravidade () e o seu valor, a uma latitude de 45º e ao nível das águas do mar é de aproximadamente 9,8ms-2. A única força que actua sobre o corpo é a força gravítica ().

Questões Pré-Laboratoriais:

1) a) Suponha que um corpo é deixado cair. Represente a(s) força(s) que actuam sobre ele, assim como os vectores velocidade e aceleração, se a resistência do ar for desprezável. O movimento é acelerado ou retardado?

R.: A componente vertical da velocidade aumenta linearmente com o tempo,...
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