Lab de física - queda livre

Páginas: 7 (1520 palavras) Publicado: 22 de maio de 2013
Objetivo
Estudar o movimento de um corpo em queda livre, determinando o valor da gravidade local por meio da análise do fenômeno observado.

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Resumo
Todo objeto abandonado em queda livre está sujeito à ação da gravidade local, cujo módulo independe de sua massa. Tal aceleração é constante, sendo assim, aos desprezar-se a resistência e os pequenos efeitos exercidos pela rotação da terra,obtêm-se um movimento retilíneo uniformemente acelerado. O experimento permitiu calcular o valor da gravidade local no município de Ilha Solteira. Para tal fim, utilizou-se uma esfera em queda livre, cujo tempo de queda foi medido com o auxílio de um cronômetro em intervalos de 10cm. Assim foi possível equacionar a altura (0,9 ) e o tempo de queda (0,417 ) para se obter o valor experimental dagravidade local, que foi então comparado ao valor teórico ( = 9,78/²) obtido segundo a equação de Hinrichsen.

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Introdução Teórica
A queda livre de um corpo na superfície da terra é um exemplo de movimento com aceleração constante. Tal movimento despertou a atenção de filósofos e cientistas desde tempos remotos. No século IV a.C., Aristóteles afirmou erroneamente que objetos mais pesadoscaíam mais depressa que objetos leves, sendo a velocidade proporcional à sua massa. Mais tarde, no século XVII d.C., o cientista Galileu afirmou que um corpo deveria cair com aceleração constante independentemente de sua massa, contanto que sejam desprezados os efeitos da resistência do ar. As equações a seguir permitem trabalhar com o movimento de queda livra. E equação 1.1 descreve a posição doobjeto em função do tempo, e permite trabalhar com valores da velocidade inicial diferentes de zero. Quando o objeto é abandonado do repouso, a equação 1.2 permite um tratamento mais simples da posição do objeto em função do tempo. = 0 =
²

(1.1) (1.2) (1.3)

0

²

= 9,83209

0,0517 ²

3,086 10

A aceleração constante

de um corpo em queda livre denomina-se aceleração dagravidade. O valor exato varia de acordo com a localidade, devido a fatores como latitude e altitude. Existem expressões que permitem determinar o valor teórico da aceleração da gravidade local em função da latitude e altitude. Uma delas é a equação 1.3 mostrada acima. Postulada por Hinrichsen, ela exprime o módulo de metros). em função da latitude (medida em graus) e altitude (medida em

5 Procedimento Experimental
Para a execução do experimento, foi utilizado uma coluna contendo uma escala de medição em centímetros. Para garantir que a mesma estivesse perpendicular ao solo, um fio de prumo foi prendido ao topo e nivelado com a ajuda de parafusos localizados na base da coluna, de forma a manter a perpendicularidade. Acoplou-se então dois sensores ópticos, sendo o primeiro localizado naiminência do movimento e o outro estando livre para se deslocar ao longo da coluna em intervalos ( 1 , ,…
)

de 10cm. A cada deslocamento, o eletroímã era ligado para imantar a esfera
, … )

e o cronômetro era zerado para medir o tempo ( 1 , o esquema utilizado no experimento.

de queda até o respectivo intervalo

.

Soltava-se a esfera e obtinham-se os tempos, que foram organizados emtabela. A figura 1 apresenta

Figura 1 – Aparato experimental

Fonte: Nagashima, Haroldo

O tratamento dos dados foi feito em duas partes. Na primeira, foi feito um gráfico em papel milimetrado do espaço percorrido pelo corpo em função do tempo. Após isso foi feito um gráfico da velocidade em função do tempo, também em papel milimetrado. Através do último gráfico, foi calculada a aceleração dagravidade na cidade de Ilha Solteira. Os valores foram comparados com a equação de Hinrichsen.

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Resultados e Discussões
Primeiramente, organizaram-se os valores obtidos na tabela 1. Realizaram-se duas medidas do tempo para amenizar o erro associado ao procedimento experimental.

Tabela 1 – Distância em função do tempo. Y (cm) t1(s) t2 (s) 10,0 0,131 20,0 0,190 30,0 0,235 40,0 0,274...
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