Gravidade e o movimento de projéteis

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Gravidade e Movimento de Projéteis
Resumo: estudar o movimento de projéteis lançados com ângulos diferentes, com e sem a resistência do ar.
Palavras chave: Projétil, Aceleração da Gravidade, Aplicar Conceitos.
Introdução
Nas quadras de esportes nos campos de futebol entre outros lugares, vemos bolas que são chutadas, arremessadas ou lançadas, percorrendo assim trajetórias que dependem da velocidade inicial e do ângulo com que foram lançadas, descrevendo uma trajetória curva que é influenciada apenas pela aceleração da gravidade e pela resistência do ar. Se a resistência do ar é ignorada, a velocidade horizontal da bola é constante; somente a velocidade vertical se altera enquanto a bola está no ar. Quais forças fazem a bola acelerar? Somente a gravidade! A gravidade diminui a velocidade da bola na subida e aumenta a velocidade da bola na queda. 
Procedimento 
Nos experimentos há uma bola de 200 g (massa aproximada de uma bola de beisebol), será aplicada uma força de 100N por um êmbolo preso na parte de baixo da bola. A gravidade puxará a bola para baixo; realizaremos experimentos com e sem a resistência do ar. Observar a distância que a bola atinge quando ela é lançada em ângulos diferentes, conforme tabela abaixo. 
	Ângulo
	Força (N)
	Massa da Bola (kg)
	Resistência do Ar
	Distância percorrida (m)
	45°
	100
	0,2
	Não
	63,39
	15°
	100
	0,2
	Não
	32,62
	30°
	100
	0,2
	Não
	55,04
	75°
	100
	0,2
	Não
	31,68
	45°
	100
	0,19
	Não
	70,23
	45°
	100
	0,2
	Sim
	41,39
O que aconteceria se a bola fosse lançada e não houvesse nem a força da gravidade nem a resistência do ar?
	A bola se moveria com velocidade constante e no mesmo sentido.
Análise e conclusão
1 – Interpretando Dados
Qual bola atingiu a maior distância? 
A bola lançada em um ângulo de 45°, sem a resistência do ar e com a massa de 0,19kg que foi a menor massa dentre as bolas, atingiu a maior distância. 
Como o ângulo afetou a distância que a bola atingiu? Explique. 
Pois nos ângulos maiores de 45° a bola foi mais alto eixo (y) do que para frente eixo (x), onde calculamos a distância do objeto lançado. Nos ângulos menores que 45° a bola tem pouca inclinação fazendo com que a mesma obtenha uma distância menor. Assim, o ângulo de 45° é o ângulo ideal que fez com que a bola ficasse mais tempo no ar, deslocando-se também para frente, atingindo a maior distância.
2 – Construindo Gráficos 
No espaço abaixo, faça um gráfico com os dados de cada um dos cinco experimentos. Use os dados salvos nos links de seu Lab book. Represente a Distância (m) no eixo horizontal e a Altura (m) no eixo vertical. Utilize uma escala adequada. Use cores diferentes para cada ângulo e identifique as linhas com o ângulo correspondente. Ressalte a linha que representa a bola com a massa diferente e também a linha em que a resistência do ar esteve presente.
3 – Interpretando Dados 
Algum dos ângulos fez com que a bola atingisse a mesma distância horizontal? Explique como a bola atingiu a mesma distância horizontal sendo lançada de dois ângulos diferentes.
Sim os ângulos de 15° e 75°, a bola atingiu aproximadamente a mesma distância. Como os ângulos são diferentes, no lançamento em 15° a bola não subiu muito atingiu rapidamente o chão. Já no caso do lançamento em 75°, a bola foi mais alto, mas não obteve um grande deslocamento horizontal, mas como ela foi mais alto, demorou mais ao cair no chão.
4 – Tirando Conclusões
Qual o efeito que a massa da bola teve na distância que ela atingiu?
A bola de massa maior atingiu uma distância menor. Já a bola de massa menor atingiu uma distância maior, pois foi aplicado a mesma força em ambas sendo que a bola de massa menor com a mesma força aplicada tem sua aceleração maior.
5 – Interpretando Dados
Como a resistência do ar afetou a distância que a bola atingiu? 
A resistência do ar diminui a aceleração bola pelo atrito, obtendo uma distância menor.
6 – Aplicando Conceitos
Para você, qual bola chegará mais longe: uma bola lançada de um ângulo de 75° ou de um ângulo de 15°? Explique por que e depois faça o teste.
A bola lançada pelo ângulo de 15° atingiu a maior distância que a lançada pelo ângulo de 75°. Como os ângulos são diferentes, no lançamento em 15° a bola não subiu muito mas teve menos resistência do ar atuando nela. Já no caso do lançamento em 75°, a bola foi mais alto não obtendo um grande deslocamento horizontal, tendo a resistência do ar e a aceleração da gravidade atuando nela por mais tempo.
Conclusão
No lançamento de projéteis seu movimento pode ser descrito em dois movimentos independentes, um na horizontal e outro na vertical. Ambos estão sujeitos à força peso e a resistência do ar. No movimento horizontal, o projétil segue com velocidade constante se a resistência do ar for ignorada pois a aceleração horizontal é zero. Já no movimento vertical, sua velocidade se altera devido à atração gravitacional da Terra. 
Referências
FÍSICA I - MECÂNICA
Autor: Sears & Zemansky / Young & Freedman