Roteiro ATIVIDADE PRATICA - QUEDA LIVRE

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ATIVIDADE PRÁTICA - FÍSICA MECÂNICA 
QUEDA-LIVRE 
Prof. Fernanda Fonseca 
 
ROTEIRO EXPERIMENTAL 
 
QUESTÕES ORIENTADORAS 
(Utilize as informações dessa seção para compor um texto de Fundamentação 
Teórica para o relatório) 
 
A) O que é o fenômeno de Queda-Livre? Explique. 
B) Qual a relação do fenômeno com o MRUV? Explique. 
C) Quais as equações do MRUV que podem ser utilizadas para o estudo da 
Queda-Livre? 
D) Qual a aceleração gravitacional terrestre média próxima à superfície? 
E) Explique o experimento de Galileu Galilei para estudo da Queda-Livre. 
 
PARTE 1 – EXPERIMENTO COM LABORATÓRIO VIRTUAL DA ALGETEC 
Materiais 
• Laboratório Virtual da Algetec – Queda Livre (acesso pela Aula 9) 
 
Procedimentos Experimentais 
1. Acesse o Laboratório Virtual da Algetec de Queda-Livre pelo link 
disponível na AULA ATIVIDADE PRÁTICA disponível na página da 
disciplina no AVA. 
 
2. Inicie o experimento de Queda-Livre. Clique com o botão esquerdo do 
mouse na opção de câmera “Cronômetro” para visualizar os 
acoplamentos e cabos. 
 
 
3. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o cabo vermelho e o 
arraste para a posição indicada para conectar o eletroímã ao 
cronômetro. 
 
 
4. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 
 
 
5. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo amarelo para a 
posição indicada. 
 
 
6. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 
 
 
7. Clique com o botão esquerdo do mouse arrastando o cabo azul em 
destaque e coloque-o na posição indicada. 
 
 
8. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 
 
 
9. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo do eletroímã 
até a posição indicada na chave lig/des. 
 
 
10. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 
 
 
11. Em seguida, conecte o cabo que vai do cronômetro para a chave lig/des. 
 
 
12. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 
 
 
13. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Bancada”. 
 
 
14. Clique com o botão esquerdo do mouse na fonte de alimentação do 
cronômetro e arraste-a para a posição em destaque. 
 
 
15. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. Agora é 
possível visualizar a tela do cronômetro no canto superior direito da tela. 
 
 
16. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power” para ligar o 
cronômetro. 
 
 
 
 
17. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão da chave para que ele 
mude de posição, acionando a chave e ligando o eletroímã. Uma luz 
vermelha pequena deve ficar acesa indicando que o eletroímã está ligado. 
 
 
18. Clique com o botão direito do mouse na esfera menor (Massa = 7 g) e 
selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para que a mesma seja 
posicionada no eletroímã. 
 
 
 
 
19. A esfera ficará presa no eletroímã, conforme a figura abaixo. 
 
 
20. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Eletroímã” 
e observe o diâmetro da esfera, seu valor é igual a 12mm. Registre esse 
valor. 
 
 
21. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Plano 
vertical”. Em seguida clique no sensor e mova-o posicionando 100mm 
abaixo da esfera. Observe que, como o diâmetro da esfera menor é de 
12mm, você deverá mover o sensor até a posição 112 mm. 
 
 
22. Clique com o botão esquerdo do mouse na chave (lig/des) para desligar 
o eletroímã fazendo com que a esfera caia. 
 
 
23. Após a queda da esfera é possível verificar o tempo no visor do 
cronômetro. Anote este valor na Tabela de Dados 1. 
 
 
24. Após registar o valor do tempo do cronômetro, clique em RESET para 
zerá-lo novamente. 
 
 
25. Clique com o botão esquerdo do mouse na chave lig/des para ligar 
novamente o eletroímã. 
 
 
26. Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção 
“Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione 
a opção “Posicionar no plano vertical” para repetir o experimento com a 
mesma esfera. 
 
 
27. Retorne a BANCADA e repita os passos 22 e 23 para repetir o 
experimento com a mesma esfera. Repita o experimento 5 vezes 
(coletando cinco medidas de tempo) para a esfera de 7 g, e preencha a 
Tabela de Dados 1. 
 
TABELA DE DADOS 1 - Esfera MENOR de m=7 g 
Posição 
(mm) 
y 
(mm) 
t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 
12 0 0 0 0 0 0 0 0 - 
112 100 
212 200 
312 300 
412 400 
512 500 
 
 
 
28. Realize o experimento para cada esfera com o sensor nas posições 112 
mm, 212 mm, 312 mm, 412 mm, 512 mm com a esfera de massa 7 g e 
preencha a Tabela de Dados 1. 
 
29. Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção 
“Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione 
a opção “Posicionar na mesa” para trocar de esfera. 
 
 
 
 
30. Repita o experimento com a esfera maior (m=57 g) , que possui 24 mm 
de diâmetro, colocando o sensor nas posições 124 mm, 224 mm, 324 mm, 
424 mm e 524 mm. Registre as medidas na Tabela de Dados 2. 
 
 
 
 
TABELA DE DADOS 2 – Esfera MAIOR de m=57 g 
Posição 
(mm) 
y 
(mm) 
t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 
24 0 0 0 0 0 0 0 0 - 
124 100 
224 200 
324 300 
424 400 
524 500 
 
 
31. Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e 
preencha a Tabela de Dados. 
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5
5
 
 
32. Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do 
sensor, e preencha a Tabela de Dados. 
 
 
33. Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados. 
Utilize ∆𝑦 em metros para esse cálculo. 
𝑔 =
2 ∙ ∆𝑦
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜²
 
 
34. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre 
de cada esfera (para a esfera de 7 g e depois para a esfera de 57 g). 
Esses valores são iguais? Explique. 
 
35. Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do 
sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 
𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡 
 
36. Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) 
para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo 
de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? 
 
37. Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio 
(𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera 
maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, 
Cúbica, etc)? 
 
38. Compare os tempos de queda de ambas as esferas. Houve diferenças 
significativas? Explique. 
 
PARTE 2 – EXPERIMENTO PRÁTICO 
Material 
• Lápis 
• Borracha escolar 
• Cronômetro 
 
Procedimentos Experimentais 
39. Marque em uma parede vertical plana as alturas de 2,50 metros, 2,00 
metros, 1,50 metros e 1,00 metro medidos a partir do solo. 
 
40. Solte uma borracha escolar da posição 2,50 m e meça o tempo de queda 
com o cronômetro. Repita o processo 5 vezes e registre na Tabela de 
Dados 3. 
 
TABELA DE DADOS 3 
Posição (m) y (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 
1,00 1,00 
1,50 1,50 
2,00 2,00 
2,50 2,50 
 
 
41. Repita o processo de medição do tempo de queda da borracha escolar 
para as outras marcações de 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro de 
altura e preencha a Tabela de Dados 3. 
 
42. Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e 
preencha a Tabela de Dados. 
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5
5
 
 
43. Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do 
sensor, e preencha a Tabela de Dados. 
 
 
44. Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados. 
Utilize ∆𝑦 em metrospara esse cálculo. 
𝑔 =
2 ∙ ∆𝑦
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜²
 
 
45. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre 
da borracha escolar. Registre. 
 
46. Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do 
sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 
𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡 
 
47. Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) 
para a queda da borracha escolar. 
 
48. Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio 
(𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da borracha escolar. 
 
 
ANÁLISE E TRATAMENTO DE DADOS 
 
49. Compare a aceleração gravitacional determinada nos experiementos com 
o laboratóro virtual e no experimento prático. Houve diferenças 
significativas entre os valores encontrados e o valor médio da aceleração 
da gravidade terrestre de 9,80655 m/s²? Se sim, explique as possíveis 
causas. 
 
50. Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Posição em função do 
Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, 
etc)? Justifique. 
 
51. Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Velocidade em função do 
Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, 
etc)? Justifique. 
 
52. Quais as principais características do MRUV que podem ser observadas 
no movimento de Queda-Livre?