Experimento queda livre (mesa)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
INSTITUTO DE FÍSICA 
 
 
 
 
 
Laboratório de Física I 
 
 
 
Roteiro da prática: 
QUEDA LIVRE NO PLANO 
INCLINADO* 
 
 
Prof. Dr. Gustavo Foresto Brito de Almeida 
 
 
 
Uberlândia – MG 
2021 
 
* adaptação para o regime remoto da apostila Guias e Roteiros para Laboratório de Física I (INFIS – UFU) [1]
 
 
 
Sumário 
 
1. Introdução .................................................................................................. 3 
2. Experimento ............................................................................................... 3 
3. Instruções para a realizar as medidas ....................................................... 4 
4. Referência bibliográfica ............................................................................. 6 
 
 
 
3 
 
1. Introdução 
Quando um corpo tem o módulo da sua velocidade alterada a uma taxa 
constante no tempo, dizemos que este descreve um movimento uniformemente 
variado. Para um movimento que seja em apenas uma dimensão, o movimento 
é caracterizado como Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) [2]. 
Como pode ser observado na Fig. 1, onde para os mesmos intervalos o 
velocista acelerado percorre distâncias cada vez maiores. Nesta prática será 
estudada uma adaptação do caso de queda livre, caso particular importante 
dessa classe de movimento. 
 
Figura 1: Velocista acelerado executando um MRUV. 
2. Experimento 
Sob aceleração constante, um corpo puntiforme executa um movimento 
retilíneo uniformemente variado. Para executar a adaptação do experimento de 
queda livre será necessária uma mesa, um objeto esférico pequeno, moedas, 
uma trena ou fita métrica e um cronômetro. Posicione moedas embaixo de dois 
dos pés do mesmo lado da sua mesa de jantar para produzir uma inclinação 
nela. Ajuste a inclinação utilizando mais ou menos moedas. É importante usar 
as mesmas moedas sob ambos os pés para que somente haja inclinação no 
sentido desejado. Escolha uma inclinação tal que a esfera percorra a distância 
pré-determinada num intervalo de tempo que você consiga marcar no 
cronômetro. Um esquema da montagem experimental é apresentado na Fig. 2. 
O experimento consiste em medir o tempo que o objeto esférico liberado do 
repouso leva para percorrer diferentes distâncias no plano inclinado. Devido ao 
regime remoto, cada grupo terá que adaptar a execução das medidas de 
 
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acordo com as particularidades de cada residência. É sugerido aqui uma 
possibilidade que acreditamos que possa ser reproduzida facilmente por todos. 
 
 
 
Figura 2: Ilustração do experimento. A inclinação da mesa é produzida por moedas e o objeto 
esférico é posto para percorrer no plano inclinado. 
3. Instruções para a realizar as medidas 
1. Incline sua mesa de jantar com auxílio de moedas posicionadas 
embaixo de dois dos seus pés. Utilize o mesmo conjunto de moedas 
para erguer ambos os pés; 
2. Escolha um objeto esférico pequeno capaz de percorrer o plano 
inclinado; 
3. Escolha um ponto de largada do lado mais alto da mesa e a partir 
dele determine uma distância (𝑑 ± 𝜎𝑑); 
4. Libere do repouso a esfera do ponto de largada e meça com o 
cronômetro o tempo (𝑡 ± 𝜎𝑡) que ela leva para percorrer essa 
distância; 
5. Repita a medida cinco vezes para cada distância e escolha diferentes 
distâncias, tal que toda a extensão da mesa seja utilizada; 
 
 
 
5 
 
6. Construa uma tabela a partir dos seus dados experimentais de 
distâncias e os correspondentes tempos de percurso; 
Tabela 1: Tabela para organização dos dados experimentais de distâncias e tempos de queda 
livre no plano inclinado. 
Medida 
𝑑 ± 𝜎𝑑 
(mm) 
𝑡1 ± 𝜎𝑡1 
(s) 
𝑡2 ± 𝜎𝑡2 
(s) 
𝑡3 ± 𝜎𝑡3 
(s) 
𝑡4 ± 𝜎𝑡4 
(s) 
𝑡5 ± 𝜎𝑡5 
(s) 
𝑡̅ ± 𝜎𝑡 
(s) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
 
7. Construa um gráfico da distância em função do tempo médio de 
queda livre no plano inclinado e discuta as características da dinâmica 
encontrada; 
8. Assuma uma lei de potência geral do tipo 𝑑 = 𝑘𝑡𝑛, linearize a 
equação e identifique os parâmetros 𝑘 e 𝑛 com os coeficientes linear 
e angular da reta encontrada; 
9. Construa uma tabela com os dados experimentais linearizados, 
ln(𝑑) ± 𝜎ln⁡(𝑑) e ln(𝑡) ± 𝜎ln⁡(𝑡); 
10. Construa um gráfico a partir dos valores da tabela com os dados 
experimentais linearizados. Discuta o comportamento dos dados 
nessa representação; 
11. Aplique o método de regressão linear para obter os coeficientes (𝑘 ±
𝜎𝑘) e (𝑛 ± 𝜎𝑛); 
12. Analise seus dados experimentais agora com outra abordagem. Parta 
do princípio de que a posição do objeto em queda livre no plano 
inclinado em função do tempo tem um comportamento quadrático do 
 
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tipo 𝑑 = 𝑞𝑡2. Construa uma tabela com os dados experimentais das 
distâncias e os tempos ao quadrado, 𝑑 ± 𝜎𝑑 e 𝑡
2 ± 𝜎𝑡2. Então, 
construa um gráfico da distância em função do tempo ao quadrado. 
Aplique o método de regressão linear para obter o coeficiente angular 
da reta, 𝑞 ± 𝜎𝑞. 
13. Discorra sobre o movimento do objeto em queda livre no plano 
inclinado com base dos parâmetros encontrados por ambos os 
métodos de linearização, determinando a aceleração da gravidade. 
Compare os resultados obtidos; 
14. Utilize seu celular para medir a componente da aceleração da 
gravidade na direção do movimento da esfera devido a inclinação da 
mesa. Há inúmeros aplicativos gratuitos que fazem esse tipo de 
leitura dos sensores já acoplados no aparelho. Por exemplo, o 
Phyphox (Physical Phone Experiments) para aparelhos Android e, 
com certeza, existem equivalentes para o sistema iOS. Compare os 
resultados obtidos para a aceleração da esfera pelas suas medidas e 
pelo aplicativo de celular; 
15. Redija um relatório desta prática. Não se esqueça de propagar os 
erros e representar as medidas corretamente [3]. 
4. Referência bibliográfica 
1. Iwamoto, W. A., et. Al, Guias e roteiros para Laboratório de Física 
Experimental I, Universidade Federal de Uberlândia, 2014. 
2. Nussenzveig, H. M., Física Básica: Mecânica, Edgard Blucher, 2002. 
3. Voulo, J. H., Fundamentos da teoria de erros. 2ª edição. Edgard 
Blucher, 1996.