Relatório Queda Livre

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<p>IDENTIFICAÇÃO</p><p>1. Acadêmico: Wilian Ruan Benjamin.</p><p>2. Matrícula: 6590726.</p><p>3. Curso: ECE - Engenharia Civil.</p><p>4. Turma: FIC 27482 Ece.</p><p>5. Disciplina: Mecânica.</p><p>6. Tutor(a) Externo(a): Rafaela Lima do Prado.</p><p>DADOS DA PRÁTICA</p><p>1. Título: Queda Livre.</p><p>2. Semestre: 2 Semestre.</p><p>3. Data: 16 de Agosto de 2024.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Estudado por Aristóteles, ele dizia que havia uma dependência entre o tempo de queda dos corpos com a sua massa. Ele afirmava que “se duas pedras caírem de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo primeiro”, porém nunca fez um experimento para comprovar se sua teoria estava certa. Até que Galileu Galilei introduziu um método experimental na ciência e contrariou o que Aristóteles havia dito.</p><p>Galileu concluiu que com dois corpos de massas diferentes se soltas simultaneamente de uma mesma altura as duas irão chegar ao chão ao mesmo tempo. Chama-se de queda livre por seu movimento vertical próximo a superfície da terra, onde um corpo de massa m é liberado de certa altura h, em uma região onde desprezamos a resistência do ar. Neste caso a velocidade do corpo aumenta em função do tempo, onde sua velocidade inicial e igual a 0 e vai aumentando gradativamente.</p><p>OBJETIVOS</p><p>· Caracterizar o movimento de queda livre como um caso particular de MRUV;</p><p>· Desenvolver a equação horária do movimento de queda livre a partir de suas observações;</p><p>· Traçar os gráficos das variáveis do movimento de queda livre;</p><p>· Interpretar os gráficos de movimento de queda livre;</p><p>· Determinar a aceleração da gravidade pelo estudo do movimento de queda livre;</p><p>MATERIAIS</p><p>· Cesto;</p><p>· Sensor Fotoelétrico;</p><p>· Multicronômetro;</p><p>· Eletroímã;</p><p>· Esferas de aço;</p><p>METODOLOGIA</p><p>1.Realizar todas as conexões elétricas: conectar o cabo do eletroímã, do sensor de passagem e da chave liga/desliga todos ao multicronômetro. Conectar o cabo do eletroímã na chave liga/desliga. Conectar o cabo do cronômetro na chave liga/desliga.</p><p>2.Ligar o cronômetro na tomada e ligar seu painel.</p><p>3.Acionar o eletroímã pelo botão liga/desliga.</p><p>4.Posicionar a esfera independente de qual irá ser usada no eletroímã.</p><p>5.Medir o diâmetro da esfera.</p><p>6.Posicionar o sensor fotoelétrico 100mm abaixo da esfera e como a esfera já foi medida devera mover o sensor até a posição (100 + Diâmetro da esfera usada) mm.</p><p>7.Realizar o experimento e anotar o valor que o cronômetro marcar.</p><p>8.Realizar o mesmo processo para cada esfera em 5 posições diferentes.</p><p>AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS</p><p>ENSAIANDO A PRIMEIRA ESFERA</p><p>1. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio” e observe a relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc.</p><p>2. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio ao quadrado” e observe a</p><p>relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta</p><p>relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc.</p><p>3. Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença entre eles? Se sim, qual o motivo desta diferença?</p><p>R.: Sim, O primeiro gráfico possui uma variação de velocidade entre os pontos do sensor e obtivemos uma linha curva, já no segundo gráfico a velocidade é constante e por conta disso obtivemos uma linha reta.</p><p>4. Utilize a equação (5) do resumo teórico para calcular o valor da aceleração da gravidade em cada ponto e complete a tabela que você fez anteriormente. Em seguida compare os valores encontrados. EQUAÇÃO: g = 2h / t²</p><p>Esfera 1 – 12mm diâmetro / massa = 7g</p><p>Posição sensor (mm)</p><p>(m)</p><p>T1 (s)</p><p>T2 (s)</p><p>T3 (s)</p><p>T4 (s)</p><p>T5 (s)</p><p>Tmédia (s)</p><p>g(m/s²)</p><p>112</p><p>0,112</p><p>0,1488026</p><p>0,1487273</p><p>0,1487780</p><p>0,1487780</p><p>0,1488065</p><p>0,1487784</p><p>10,1197142</p><p>212</p><p>0,212</p><p>0,2063337</p><p>0,2063601</p><p>0,2063445</p><p>0,2063445</p><p>0,2063318</p><p>0,2063429</p><p>9,9583364</p><p>312</p><p>0,312</p><p>0,2507733</p><p>0,2507358</p><p>0,2507611</p><p>0,2507526</p><p>0,2507526</p><p>0,2507550</p><p>9,9239687</p><p>412</p><p>0,412</p><p>0,2886525</p><p>0,2886883</p><p>0,2886318</p><p>0,2886953</p><p>0,2886953</p><p>0,2886726</p><p>9,8881736</p><p>512</p><p>0,512</p><p>0,3224814</p><p>0,3224523</p><p>0,3224523</p><p>0,3225005</p><p>0,3224830</p><p>0,3224739</p><p>9,8471559</p><p>5. Em seguida compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores encontrados? Se sim, o que você acha que proporcionou essa diferença?</p><p>R.: Eu que essas diferenças acontecem por devido à falta de exatidão na escala do plano vertical.</p><p>6. Utilize a equação (4) do resumo teórico para calcular o valor da velocidade instantânea em cada ponto e complete a tabela. EQUAÇÃO: V = g . t</p><p>Esfera 1 – 12mm diâmetro / massa = 7g</p><p>Posição sensor (mm)</p><p>(m)</p><p>T1 (s)</p><p>T2 (s)</p><p>T3 (s)</p><p>T4 (s)</p><p>T5 (s)</p><p>Tmédia (s)</p><p>g(m/s²)</p><p>V (m/s)</p><p>112</p><p>0,112</p><p>0,1488026</p><p>0,1487273</p><p>0,1487780</p><p>0,1487780</p><p>0,1488065</p><p>0,1487784</p><p>10,1197142</p><p>1,5055948</p><p>212</p><p>0,212</p><p>0,2063337</p><p>0,2063601</p><p>0,2063445</p><p>0,2063445</p><p>0,2063318</p><p>0,2063429</p><p>9,9583364</p><p>2,0548320</p><p>312</p><p>0,312</p><p>0,2507733</p><p>0,2507358</p><p>0,2507611</p><p>0,2507526</p><p>0,2507526</p><p>0,2507550</p><p>9,9239687</p><p>2,4884877</p><p>412</p><p>0,412</p><p>0,2886525</p><p>0,2886883</p><p>0,2886318</p><p>0,2886953</p><p>0,2886953</p><p>0,2886726</p><p>9,8881736</p><p>2,8544447</p><p>512</p><p>0,512</p><p>0,3224814</p><p>0,3224523</p><p>0,3224523</p><p>0,3225005</p><p>0,3224830</p><p>0,3224739</p><p>9,8471559</p><p>3,1754507</p><p>7. Construa o gráfico da “Velocidade x Tempo”. Qual o comportamento da velocidade?</p><p>ENSAIANDO A SEGUNDA ESFERA</p><p>1. Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores encontrados? Explique-a.</p><p>R.: As diferenças são irrelevantes pois como dito antes é por falta da exatidão no experimento que existe essas diferenças, por conta da aceleração da gravidade para as duas esferas serem a mesma, indiferente de sua massa.</p><p>2. Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade varia igualmente para as duas esferas?</p><p>R.: As linhas sobrepõe devido os valores serem praticamente iguais nas duas esferas.</p><p>3. Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado!</p><p>R.: O tempo de queda entre as duas esferas também são iguais, pois suas variações de velocidade e aceleração da gravidade são as mesmas.</p><p>4. Com base nos resultados obtidos e nos seus conhecimentos, como seria o comportamento do tempo se o experimento fosse realizado com uma esfera ainda menor do que as que você utilizou no experimento?</p><p>R.: O comportamento seria indiferente pois iria apenas mudar a massa da esfera, portanto os resultados seriam praticamente iguais.</p><p>REGISTRO FOTOGRÁFICO</p><p>Realizando o experimento pelo Laboratório Virtual.</p><p>Posição do Sensor x Tempo Médio</p><p>Coluna3</p><p>0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.14877370000000001	0.20633826	0.25076411999999998	0.28866175999999999	0.32248433999999998	Coluna1	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Coluna2	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Posição do Sensor(m)</p><p>Tempo Médio (s)</p><p>Posição do Sensor x Tempo Médio²</p><p>Coluna3</p><p>0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	2.2133613999999999E-2	4.2575478E-2	6.2882644000000001E-2	8.3325611999999993E-2	0.10399615	Coluna1	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Coluna2	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Posição do Sensor(m)</p><p>Tempo Médio² (s)</p><p>Velocidade x Tempo</p><p>Coluna3</p><p>0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.14877840000000001	0.2063429	0.25075500000000001	0.2886726	0.32247389999999998	Coluna1	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Coluna2	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	Velocidade (m/s)</p><p>Tempo Médio (s)</p><p>Velocidade x Tempo</p><p>Velocidade x Tempo	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.14877840000000001	0.2063429	0.25075500000000001	0.2886726	0.32247389999999998	Velocidade x Tempo2	0.05	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.14877840000000001	0.2063429	0.25075500000000001	0.2886726	0.32247389999999998	Velocidade (m/s)</p><p>Tempo Médio (s)</p><p>image1.jpg</p>