Relatório queda livre - gracielly.pdf corrigido

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS 
INSTITUTO DE FÍSICA 
LABORATORIO DE ENSINO 
Queda livre 
Física Experimental 1 
Docente: Noélio Oliveira Dantas 
Discente: Gracielly Farias 
 
 
 
 
 
 
 
Maceió 
2021 
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Sumário 
1 Introdução ........................................................................................................... 3 
2 Objetivo ............................................................................................................... 3 
3 Material ............................................................................................................... 4 
4 Procedimento ...................................................................................................... 4 
5 Referência ........................................................................................................... 8 
 
 
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Introdução 
Antes de começar a falar sobre o propósito do experimento, vamos saber e 
entender um pouco sobre a história, o que é a Queda Livre e quais são suas 
considerações. 
Para iniciar nosso estudo a respeito da queda livre, relembramos um dito 
popular: “na descida todo santo ajuda”. Dentre os diversos movimentos que 
ocorrem na natureza, houve sempre interesse no estudo do movimento de queda 
dos corpos próximos à superfície da Terra. 
O grande filósofo Aristóteles, há cerca de 300 anos a. C., acreditava que, 
abandonando corpos de massas diferentes de uma mesma altura, seus tempos de 
queda não seriam iguais, ou seja, ele afirmava que o corpo de maior massa 
chegaria ao chão mais rápido que o corpo de menor massa. Hoje sabemos que 
essa afirmação não é verdadeira. 
Por volta de XVII dc o físico e astrônomo Galileu Galilei descobriu que a teoria 
proposta por Aristóteles não era realmente o que acontecia na prática, quando o ar 
é desprezado, os objetos tendem a cair no mesmo tempo e com a mesma 
aceleração, independentemente da sua forma ou peso. O movimento descrito pelos 
corpos sofre ação da aceleração da gravidade que é a denominação para a 
aceleração constante de um corpo em queda livre. 
A queda livre é nada mais que um movimento no qual os corpos que são 
abandonados com certa altura e são acelerados pela gravidade em direção ao solo. 
Na queda livre, desconsidera-se o efeito da resistência do ar, por isso, nesse tipo 
de movimento, o tempo de queda dos objetos não depende de sua massa ou de 
seu tamanho, mas somente da altura em que foram soltos, e que convém do 
módulo da aceleração da gravidade no local. A queda livre é um movimento 
uniformemente acelerado e unidimensional, cuja aceleração é a aceleração da 
gravidade e na superfície terrestre esse valor aproximado é de g = 9,8 m/s2. 
Para que possamos determinar a aceleração da gravidade em queda livre é necessário 
utilizar algumas equações: v2=v02+2 g y v=v0+g t 
 
Objetivo 
Neste relatório, tivemos o objetivo de colocarmos em prática os 
conhecimentos obtidos em sala sobre queda livre. Então, vamos explicar o 
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experimento e seu propósito avaliando alguns pontos significativos como o tempo, 
a velocidade e a aceleração da gravidade que as esferas metálicas alcançaram 
durante a prática no laboratório, Podemos assim então, por em prática o conteúdo 
apreendido em sala e por fim responder às perguntas passadas pelo professor. 
A prática exercida por nosso grupo tem como objetivo avaliar a aceleração 
da gravidade e seus efeitos em uma esfera metálica, medindo o tempo que a esfera 
leva até ultrapassar o sensor. Além disso, ao modificar a posição do sensor e 
aumentar a distância entre o eletroímã que segurava a esfera e o sensor, obtemos 
outros tempos usando os mesmos para o cálculo da gravidade. 
Material 
Descrição Quantidade; 
Tripé de ferro 3 kg com sapatas niveladoras 1 Haste de alumínio 90 cm, escala 
milimetrada e fixador plástico 1 Eletroímã com dois bornes e haste 1 Esferas de 
aço: 010 mm, 015 mm, 020 mm e 025 mm 4 Cabos de ligação conjugado 1 
Chave liga-desliga 1 Sensores infravermelhos com fixadores corrediços 2 Cabo 
de ligação com conector 5 pinos para chave liga-desliga 1 Saquinho para 
contenção da esfera 1 Cronômetro digital multifunções com fonte DC 12 V 1 
Cabo de ligação para chave liga-desliga com pino P10 1 Trena 1 
Procedimento 
Durante a construção de todos os cálculos e as tabelas onde registramos os 
dados e os resultados coletados, utilizamos a planilha do Excel. A partir da 
construção, elaboramos as tabelas mostrando altura de liberação e tempo que o 
corpo levou para percorrer a distância desejada e as incertezas previstas nos 
cálculos, mostrando ao final de cada tabela os valores de tempo e gravidade 
obtidos pelos marcadores. Se observamos todas as tabelas e os dados nelas 
descritos podemos ver todos os resultados propostos pelo professor. 
Através da queda livre de esferas de aço medimos a aceleração da gravidade 
g, quando as esferas foram soltas de uma altura h, sem velocidade inicial, ou seja 
(Vo = 0), foi valido a relação em função de h = ½ gt, onde g é determinado como o 
valor da aceleração da gravidade e t, o intervalo de tempo de queda. 
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Medimos os intervalos de tempo t, diferentes para cada altura h escolhida, 
obtemos a constante g através da linearização dessa função quadrática. Quando 
foi colocado no gráfico diretamente, h em função de t, pudemos perceber que foi 
obtida uma parábola, Mas com os cálculos dos quadrados de t, isto é, t2 , fizermos 
um gráfico de h em função de t2 , e é como se estivéssemos analisando a função 
h = ½ gz, onde z = t2 . 
Este processo de análise foi chamado de linearização e é muito utilizado para 
facilitar a obtenção de constantes através de uma reta. Notamos que é mais fácil 
traçar uma reta média do que uma parábola média. 
O processo se deu da seguinte forma, inicialmente foram contados os 
tempos de queda da bolinha. Para isso, havia um sensor que era acionado quando 
a bolinha passava por ele contabilizando um tempo para as posições 0,200m; 
0,300m; 0,400m; 0,500m; 0,600m, para que os erros aleatórios fossem reduzidos, 
posteriormente foi calculada a média entre os três valores encontrados. Após isso, 
foi calculada a aceleração da gravidade para cada posição medida. Assim como 
mostra as tabelas abaixo: 
Nº y0(m) y (m) Δy (m) t (s) g (m/s2) 
1 0,000 0,200 m 0,200m 0,203s 0,1m/s2 
2 0,300m 0,300m 0,250s 0,1m/s2 
3 0,400m 0,400m 0,287s 0,1m/s2 
4 0,500m 0,500m 0,215s 0,046m/s2 
5 0,600m 0,600m 0,353s 0,1m/s2 
g = 0,01m/s2 
Tabela 1: Aceleração da gravidade 
t (s) g (m/s2) v0(m/s) v (m/s) 
0,203s 0,1m/s2 0,00 0,02m/s 
0,250s 0,1m/s2 0,02m/s 
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0,287s 0,1m/s2 0,02m/s 
0,215s 0,046m/s2 0,00m/s 
0,353s 0,1m/s2 0,02m/s 
Tabela 2: Velocidade final 
Considerando a margem de erro adotada pelo fabricante (5%), pode-se 
afirmar que a aceleração da gravidade permaneceu constante. 
Após construir o gráfico identificou-se o formato abaixo; 
 
Ao linearizar o gráfico foi possível visualizar a linha correspondente e 
observar que as grandezas deslocamento e intervalo de tempo ao quadrado são 
diretamente proporcionais pois a variação é direta. 
Foi possível também determinar os coeficientes angular e linear do gráfico, 
obtendo assim para o coeficiente angular A o valor de -0,00654 e para o 
coeficiente linear B o valor de 0,362 , como mostra o gráfico. 
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A posteriori para a segunda parte do experimento foi realizado o experimento 
novamente com algumas modificações. Desta vez o sensor foi posicionado nas 
posições 0,200m; 0,300m; 0,400m; 0,500m; 0,600m, mas o cronômetro do tempo 
só iniciava a contagem a partir de uma posição inicial, intencionalmente causou-se 
um distanciamento do sensor de 0,100m; 0,200m; 0,300m; 0,400m e 0,500m, a 
bolinha era liberada mas a contagem só iniciava quando ela passava pela primeira 
posição, o que mudava era o distanciamento entre o sensor e a posição inicial. Por 
fim foi calculada a velocidade final 
resultando nos valores descritos na tabelaabaixo; 
 y0(m) y (m) Δy (m) t (s) g (m/s2) 
1 0,100 0,200 0,100 0,060s 0,77m/s2 
2 0,300 0,200 0,106s 1,97m/s2 
3 0,400 0,300 0,144s 2,42m/s2 
4 0,500 0,400 0,178s 8,85m/s2 
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5 0,600 0,500 0,209s 3,28m/s2 
g = 3,45m/s2 
Tabela 3: Aceleração da gravidade 
Considerando a margem de erro adotada pelo fabricante (5%), pode-se 
afirmar que a aceleração da gravidade não permaneceu constante. 
Com este relatório podemos concluir que, com a queda de um pequeno objetivo 
podemos obter várias informações como a velocidade com que o objeto cai, o 
tempo gasto entre o momento em que é desprendido até atingir o chão. Com a 
realização deste experimento foi possível ver como funciona os princípios da queda 
livre. 
Os resultados obtidos foram bons, pois apesar dos valores que serviram para 
preencher as tabelas não serem exatamente iguais, eles foram satisfatórios na hora 
de efetuar os cálculos e montar os gráficos que nos ajudaram a fazer as 
demonstrações necessárias e esperadas ao objetivo do experimento. 
O experimento realizado comprovou os fundamentos teóricos envolvidos na teoria 
da queda livre, onde podemos afirmar diante dos dados obtidos que a aceleração 
da gravidade se mantém constante, levando em consideração a margem de erro 
adotada pelo fabricante do equipamento que é de 5%. 
Referência 
[1] KELLER, Frederick. Física Volume 1. São Paulo: Pearson Makron Books, 2004. 
[2] Manual de instruções e guia de experimentos Azeheb, Queda Livre.