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CEFET- MG Departamento de Física Física Experimental I 2018 1 Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Ger ais Departamento de Física Física Experimental I Queda livre Objetivos - Estudar o movimento de queda de objetos e determinar o módulo da aceleração da gravi- dade. Teoria Um objeto, abandonado a partir do repouso, a uma altura h acima de uma superfície, reali- zará um movimento retilíneo em direção à superfície da Terra. Desprezando qualquer atrito entre o objeto e o ar do ambiente em que este se move, podemos considerar que a única força que atua sobre o corpo durante este movimento é a força de atração gravitacional, de módulo constante e orientada para o centro da Terra. Portanto, este estará sob a ação de uma aceleração de módulo constante g. Figura 1 - Esfera em queda livre a partir de altura h. Matematicamente, podemos analisar este movimento a partir das definições de aceleração e velocidade. Considerando o movimento retilíneo de um objeto com aceleração constante g, chega- se à seguinte relação entre a distância percorrida h e o tempo t: 2 1 2 h gt= [1] CEFET- MG Departamento de Física Física Experimental I 2018 2 Material Utilizado - Esfera metálica, régua milimetrada, cronômetro com sensores. Procedimentos 1 - Monte o aparato mostrado a seguir. Para cada altura selecionada, meça cuidadosamente as posições em que ficarão os sensores. Ajuste o cronômetro para a função em que será marcado o intervalo de tempo entre a passagem de um objeto pelo sensor S1 (start) e o sensor S2 (stop). Figura 2 - Representação da montagem experimental p ara queda livre. 2 - Para cada altura escolhida, meça o intervalo de tempo gasto na queda. Meça, no míni- mo, 10 alturas. Certifique-se de utilizar toda a régua, escolhendo alturas menores e maiores. 3 - Faça um gráfico da altura h em função do tempo de queda t e verifique seu caráter não linear. 4 - Utilize um processo de linearização e, a partir de uma regressão linear, determine o mó- dulo da aceleração da gravidade local e seu erro. 5 - Faça, agora, um ajuste não linear (no caso, um polinômio de grau 2). A partir dos parâ- metros do ajuste, determine g com seu erro. 6 - Compare os valores obtidos e discuta eventuais diferenças entre os métodos de análise empregados. Referências 1) Física Experimental Básica na Universidade ; A. A. G. Campos, E. S. Alves, N. L. Speziali; 2ª edição revista; Belo Horizonte, Editora UFMG, 2009. 2) Física I - Mecânica ; H. D. Young, R. A. Freedman, F. Sears e M. Zemansky; 12a edição, São Paulo, Pearson, 2008. 3) Fundamentos de Física Vol 1 - Mecânica ; D. Halliday, R. Resnick, J. Walker; 9ª Edição, Rio de Janeiro, Editora LTC, 2012.
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