Trabalho Queda Livre (1)

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Queda Livre
Disciplina: Física Experimental I 
Participante: 
Joselton Rodrigues Cavalcante - 20140312984
Turno da oferta: 2014-2 Noturna
ESTÁCIO / CENTRO UNIVERSITÁRIO FACITEC
e-mail do autor
joselton.r72@gmail.com
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Resumo - Este trabalho demonstra a realização de experiências laboratoriais para a matéria de Física Experimental I sobre as Leis que regem a Queda Livre, está baseado nas regras que regem a Lei da Gravitação Universal de Isaac Newton explicada pela 2ª Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica.
O trabalho visou observar experiências da quedas livre de diversos corpos e que já foram realizadas por diversos pesquisadores no passado. 
I. INTRODUÇÃO 
A queda livre é o movimento de uma partícula que partindo do repouso, desprezado a resistência do ar, em sua aceleração, está sujeito apenas à ação da gravidade.
Foi Galileu quem observou pela primeira vez o movimento da gravidade atuando sobre a queda livre.
	A Queda Livre desde 300 a.C. que vem sendo estudada, no ínício o filósofo grego Aristóteles acreditava que lançada duas pedras a mesma altura, a pedra mais pesada atingiria o solo primeiro. 
	
	
	Aristóteles
Essa afirmação foi considerada verdade até que no século XVII o físico Galileu Galilei provou o equivoco dessa afirmação
	
	Galileu Galilei, de cidadania italiana é considerado o pai da experimentação, ele acreditava que só se era válidas afirmações referentes aos comportamentos da natureza mediante a realização de experimentos.
	Galileu
	
Desta forma, na realização de um experimento simples Galileu comprovou que a teoria de Aristóteles sobre a queda livre dos objetos não se verificava na prática. 
Galileu lançou da mesma altura, duas esferas de pesos diferentes, e acabou por comprovando que ambas atingiam o solo no mesmo instante.
Galileu continuou a fazer outros experimentos de queda de corpos com outros materiais e constatou que estes atingiam o solo em tempos diferentes.
De posse desses dados lançou a hipótese de que o ar tinha a ação retardadora do movimento. Anos mais tarde, por diversos pesquisadores, foi comprovada através de experimentos a hipótese de Galileu que ao abandonar da mesma altura dois corpos, de massas diferentes e livres da resistência do ar (vácuo) é possível observar que o tempo de queda é igual para ambos, um dos principais cientista que comprovaram a hipótese de Galileu foi o inglês Isaac Newton,.
	Newton foi um cientista, conhecido também como, físico, matemático astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo, Através de seu “Estudo da Lei da Gravitação Universal”, concluiu que os corpos se atraem de acordo com suas massas e suas distâncias. Segundo Newton: “O equilíbrio do universo é garantido pela gravidade”.
	
	
	Isaac Newton
II. O ASPECTO GERAL 
Segundo a lei da gravitação universal, dois objetos quaisquer se atraem gravitacionalmente por meio de uma força que depende das massas desses objetos e da distância que há entre eles.
Desta forma, dados dois corpos de massa  e , a uma distância r entre si, esses dois corpos se atraem mutuamente com uma força que é proporcional à massa de cada um deles e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa esses corpos. Matematicamente, essa lei pode ser escrita assim: 
Visando corroborar (testemunhar) a atuação da lei da gravitação universal proposta por Newton, foi idealizado este trabalho, na disciplina de física experimental, que em termos simples, foi desenvolvido em quatro etapas ou momentos, como já explicado anteriormente.
O primeiro o momento deste trabalho foi assistir ao vídeo de queda livre disponível no ambiente compartilhado da matéria e fazer, fazendo uma análise crítica individual sobre a informação apresentada. 
 O segundo momento foi verificar a velocidade de queda na chegada ao solo das pedras de granizo que caíram em Brasília de uma altura de 1200 metros e logo depois apresentar o valor da velocidade e as considerações da influência de meios de resistência à queda. 
O terceiro momento foi assistir ao vídeo do documentário do experimento de queda livre com intervalos de queda de 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm e 60 cm. Depois de assistir o vídeo, resolver as questões apresentadas e analisar o comportamento do valor da aceleração da gravidade (g m/s²). 
O quarto momento foi realizar o experimento de queda livre em laboratório para altura de queda de um corpo a mais ou menos 3 metros de altura e depois explicar os valores de aceleração da gravidade e da velocidade de queda no chão calculados com os dados do experimento.
a) - MATERIAIS 
01 Computador; 02 Vídeos, sobre experimentos de queda livre; 01 Mesa; 01 Bolo de chumbo.
b) - PROCEDIMENTOS 
A primeira e a segunda parte do trabalho foram baseadas no vídeo que apresentada caso hipotético sobre queda livre, o vídeo fornecia diversos equações que são realizados pelos corpos, bem como aceleração da gravidade na terra e na lua.
A terceira, foi assistir a um vídeo que apresentada um teste laboratorial de queda livre, o experimento foi realizado em um espaço controlado, filmado e cronometrado por meio de processo eletrônico.
A quarta fase do trabalho foi realizada em sala de aula, onde o professor, instrutor dos experimentos convocou uma aluna que subiu em cima de uma mesa e aproximadamente a altura do forro da sala soltou uma bola de chumbo. A queda foi cronometrada por 5 alunos, através de cronômetro manual. A experiência foi realizada 5 vezes e em todas as vezes foi cronometrada da mesma forma. 
Para se achar a média da altura em função da queda da bola foi utilizada a expressão H=G*(T^2)/2 e para o erro foi calculado a porcentagem da altura real menos a altura achada [E=((H-h)*100)/H].
III. A TEORIA
Um corpo que se encontra em queda livre, admitindo-se que a única força que esteja atuando nele é a força gravitacional, deverá permanecer em Movimento Retilíneo Uniformemente Variado - M.R.U.V até seu final de percurso.
Na queda livre não pode haver nenhuma atuação de outras forças, e não pode existir resistência do ar, se existir, seu valor deve desprezível em relação ao peso do corpo.
Quando um corpo se encontra em queda livre na proximidade da superfície terrestre, a força gravitacional que atua nele deverá ser constante e constante também será seu deslocamento para o centro da Terra que é o objeto que terá a maior massa. Esta aceleração constante ao centro da terra é geralmente representada pelo símbolo g e está definido com a 9.808 m/s (metro por segundo).
As equações que definem a queda livre de um corpo são: S = S0 + v0t +1/2gt2; V = V0 + gt, ou, 
 Quedas com um peso que não se altera: , .
Onde:  - velocidade inicial;  - altitude inicial;  - tempo;  - aceleração causada pela gravidade
IV. TABELAS E GRÁFICOS
	QUEDA LIVRE
	N
	So(m)
	S(m)
	
	t(s)
	g(m/s)
	1
	0,000
	0,200
	0,200
	0,202
	9,80
	2
	0,000
	0,300
	0,300
	0,249
	9,67
	3
	0,000
	0,400
	0,400
	0,288
	9,64
	4
	0,000
	0,500
	0,500
	0,322
	9,64
	5
	0,000
	0,600
	0,600
	0,352
	9,68
	MÉDIA
	9,686
Tabela 1 – registros da quedas livre na experiência de vídeo no laboratório
	ACELERAÇÃO
	10
	Y
	
	
	
	
	
	
	9
	
	
	
	
	
	‘
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	8
	
	
	
	
	
	
	
	6
	
	
	
	
	
	
	
	4
	
	
	
	
	
	
	
	2
	
	
	
	
	
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	0,202
	0,249
	0,288
	0,322
	0,352
	9,68
	
	TEMPO (s)
Gráfico 1 – Aceleração vezes tempo
	TEMPO DA QUEDA DA BOLA DE CHUMBO
	Nº
	1ª 
	2ª 
	3ª
	4ª 
	5ª 
	1
	0,460
	0,560
	0,590
	0,600
	0,530
	2
	0,410
	0,410
	0,430
	0,500
	0,440
	3
	0,560
	0,540
	0,560
	0,560
	0,560
	4
	0,380
	0,530
	0,430
	0,530
	0,530
	5
	0,500
	0,500
	0,530
	0,510
	0,480
	MÉDIA
	0,462
	0,508
	0,508
	0,540
	0,508
Tabela 2 – média de tempo nas quedas da bola de chumbo.
	ALTURA
	REAL
	2,771
	2,771
	2,771
	2,771
	2,771
	ACHADA
	1,047
	1,266
	1,266
	1,4301,266
	ERROS
	62,226
	54,329
	54,329
	48,394
	54,329
Tabela 3 – altura média encontrada e erros.
V. COMENTÁRIOS E CONCLUSÕES 
VI. REFERÊNCIAS 
http://www.mundoeducacao.com/fisica/queda-livre.htm, acessado em 27/10/2014, 14h00min;
http://www.brasilescola.com/fisica/lancamento-vertical.htm, acessado em 27/10/2014, 14h00min;
http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/g/gleigo.htm;
http://pt.wikipedia.org/wiki/Queda_livre;
http://www.brasilescola.com/matematica/equacoes-matematicas-no-movimento-queda-livre.htm
_1475940236/ole-[42, 4D, 62, 0D, 01, 00, 00, 00]