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ESTÁCIO- CAMPUS DISCIPLINA: FÍSICA TEORICA E EXPERIMENTAL I PROFESSOR: EXPERIMENTO: QUEDA LIVRE UTILIZANDO O MARCADOR DE TEMPO POR CENTELHA. DATA: SÃO LUIS - MA SUMÁRIO: OBJETIVO ..................................................................................................................... 01 INTRODUÇÃO TEÓRICA ................................................................................................ 02 MATERIAL UTILIZADO .................................................................................................. 03 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................................. 04 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 05 QUESTIONÁRIO ............................................................................................................. 06 ANEXOS ......................................................................................................................... 08 APÊNDICES .................................................................................................................... 09 APÊNDICES A ................................................................................................................. 09 APÊNDICES B ................................................................................................................. 10 01 OBJETIVO O presente relatório tem como principal objetivo o estudo do movimento de um corpo em queda livre utilizando uma série de equipamentos adequados para esse fim, além da determinação do valor da aceleração da gravidade e local por meio de várias análises de seu deslocamento. 02 INTRODUÇÃO TEÓRICA A queda livre é o movimento resultante unicamente da aceleração provocada pela gravidade, um corpo somente esta em queda livre quando é solto de uma determinada altura e que não tenha nenhuma força atuando sobre ele, ou seja, totalmente no vácuo. Quando esse corpo cai tem uma aceleração constante denominada "G" onde essa aceleração é independente de seu tamanho, massa ou forma. Sendo assim, seria correto afirmar que a queda livre só pode ser verificada e aplicada totalmente no vácuo? A resposta é não! Isso ocorre porque ao colocarmos dois objetos de massa consideráveis, onde a resistência do ar não irar proporcionar muita diferença diz-se então que esses objetos estão sim em queda livre. "NA QUEDA LIVRE, ADOTAM-SE OS SEGUINTES DADOS, ONDE TAIS DADOS SÃO PRATICAMENTE ADOTADOS DE FORMA UNIVERSAL" v˳ = velocidade inicial v= velocidade final t˳ = tempo inicial t = tempo final Desconsiderando o efeito do ar, o movimento de queda de um corpo próximo à superfície da terra é uniformemente acelerado. A equação da posição para um MRUV vertical é: y = y°+v°t+at²/2 Neste experimento, como y°=0, v°=0 e a=g, a expressão anterior reduz-se a: y = g t²/2 Isolando a aceleração: g = 2y/t² 03 MATERIAL UTILIZADO 01 painel vertical 01 escala milimétrica 02 mufas de aço de encaixe lateral 01 aparador 01 tripé universal Delta Max com sapatas niveladoras 01 haste longa com fixador M5 01 corpo de prova esférico com pegador 01 registrador de tempo por centelha 01 rolo de papel termo sensível 01 fonte de alta tensão 01 cabo de força 02 conexões elétricas para alta tensão 01 escala milimétrica transparente de 1000 mm 04 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Representação do instrumento experimental para a análise do movimento de queda livre. - Nivelamos o aparelho que foi usado no experimento. - Prendemos uma tira de papel termo sensível de aproximadamente70 cm, ao corpo de prova esférica. - Colocamos a fita de papel de baixo para cima, entre a ponteira e o disco de centelhamento. -A esfera foi mantida suspensa pela fita de papel. - Pressionamos o botão do Centelhador e soltamos a fita de forma que a esfera caiu livremente. - Obtemos uma fita com 14 marcações. - Medimos na fita os deslocamentos verticais de queda Yn, a partir da posição inicial Y0=0mm. - Anotamos os valores e os correspondentes instantes de tempo na tabela 1(Apêndice A). 05 CONCLUSÃO O relatório abordou de forma clara o conceito de queda livre, este que traz consigo um conceito de movimento uniformemente variado (MUV). Os gráficos conseguiram traduzir aquilo que o movimento de queda livre exigia, portanto, pequenos erros ou desvios de valores foram percebidos. Inclusive no comparativo entre os gráficos (velocidade média x tempo), (espaço x tempo ao quadrado) e (espaço x tempo). Esses erros teriam como causas, um simples erro de medição da régua, erro de manuseio de um dos integrantes da equipe, nivelação mal feita do equipamento entre uma outra série de fatores. Em um bom exemplo conseguimos, foi quanto pela construção do gráfico (velocidade média x tempo) ocorreram algumas distorções. 06 QUESTIONÁRIO Construa o Gráfico y versus t. Grafico1 y versus t em Apêndice B. Como é denominada a forma geométrica deste gráfico? Curvilíneo Esta forma de curva é característica de um movimento uniforme ou variado? Movimento Uniforme Variado Qual o significado físico da grandeza representada pela tangente física do gráfico y versus t? A Velocidade Calcule a velocidade média Vᵐ¹ = y¹ - yº/ t¹ - tº. Tabela 1 em Apêndice A. Calcule a velocidade média em cada trecho de movimento Vᵐᵑ = yᵑ - yº/ t¹ - tºe preencha a última coluna da Tabela 1. Tabela 1 em Apêndice A. Observando o comportamento da velocidade média classifique este movimento? Movimento Uniforme Variado Construa o Gráfico Vᵐ versus t. Grafico2 Vm versus t em Apêndice B. 07 Como é denominada a forma geométrica deste gráfico? Esta forma é característica de um movimento uniforme ou variado? Um Curvilíneo. Movimento Uniforme Variado Eleve ao quadrado os tempos anotados na tabela 1 e preencha a terceira coluna. Tabela 1 em Apêndice A. Construa o Gráfico y versus t². Grafico3 y versus t² em Apêndice B A declividade do Gráfico y versus t² está relacionada com a aceleração do movimento. Calcule a aceleração do movimento aplicando a expressão. Ao gráfico y versus t². 08 ANEXO FIGURA 1 09 APÊNDICE A Tabela 1 Medida t (ms) t² (ms²) y (mm) Vm(m/s) 0 0 0 0 0 1 25 625 14 0,56 2 50 2.500 25 0,5 3 75 5.625 42 0,56 4 100 10.000 64 0,64 5 125 15.625 91 0,72 6 150 22.500 123 0,82 7 175 30.625 161 0,92 8 200 40.000 205 1,02 9 225 50.625 254 1,12 10 250 62.500 310 1,24 11 275 75.625 3711,34 12 300 90.000 438 1,46 13 325 105.625 510 1,56 14 350 122.500 588 1,68 10 APENDICE B GRÁFICO 1 11 GRÁFICO 2 12 GRÁFICO 3
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