TRABALHO LABORATÓRIO (QUEDA LIVRE)

Prévia do material em texto

1
7
UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA
SÃO JOSÉ DO rIO PRETOICET - Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
QUEDA LIVRE
Discentes:					 
Julio Cesar G Silva - R.A.: B650DI-0
Leandro E Segado - R.A.: B4964D-3
João k. T. dos Santos - R.A.: B44BAF4
Éder de S. Mendonça - R.A.: B609BI-5
Docente: Hélio Hildalgo
Turma: EM1PQ
Bancada: 4
São José do Rio Preto, outubro de 2013
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	2
1.1.	O QUE É QUEDA LIVRE	2
2.	FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	3
2.1.	TEORIA	3
2.2.	CÁLCULOS	4
3.	DESENVOLVIMENTO	6
3.1.	Objetivo	6
3.2.	Procedimento 	8
 Conclusão	9
 
Referências Bibliograficas	9
1.INTRODUÇÃO
1.1 – O QUE É QUEDA LIVRE.
É o movimento resultante unicamente da aceleração provocada, pela gravidade. A queda livre é o movimento de um corpo que, partindo do repouso e desprezando a resistência do ar, está sujeito, apenas à interação gravitacional, Mais geralmente, a queda livre é classificada como a condição de aceleração causada pela gravidade e atrito com o ar.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 – TEORIA
O primeiro cientista a estudar o fenômeno da Queda Livre foi Galileu Galilei. 
Galileu inaugurou uma nova fase na história da ciência, ao defender o racionalismo matemático como base do pensamento científico -- "o universo é um texto escrito em caracteres matemáticos", afirmou -- e ao criar a idéia moderna da experimentação científica, combinando a indução experimental e o cálculo dedutivo. 
Galileo Galilei nasceu em Pisa, Itália, em 15 de fevereiro de 1564, de família nobre, filho de Vincenzo Galilei, matemático competente e músico famoso. Em criança, o futuro físico e astrônomo impressionou os professores do mosteiro de Vallombrosa pela capacidade intelectual, habilidade manual e criatividade, sobretudo para invenções mecânicas. Sempre avesso ao ensino tradicional, interrompeu o curso de medicina na Universidade de Pisa para dedicar-se ao estudo da matemática e das ciências. Nessa época, ao observar o movimento oscilatório de um dos lustres da catedral de Pisa, enquanto contava as próprias pulsações, constatou que o movimento do pêndulo era periódico e que as pequenas oscilações eram isócronas, isto é, ocorriam a intervalos regulares. Constatou também que o período de um pêndulo independe da natureza e da massa da substância, ponto de partida para algumas de suas mais importantes pesquisas. 
De volta à universidade, doutorou-se em 1585. Passou então a ensinar na Academia Florentina e logo ficou conhecido nos círculos científicos devido a um de seus inventos, a balança hidrostática. Depois de publicar, em 1589, um estudo sobre a gravidade, foi convidado a ensinar na Universidade de Pisa, onde realizou experiências de máxima importância sobre o movimento físico, em especial os movimentos que se registram na superfície terrestre. Numa dessas experiências, que se tornaria famosa, comprovou que objetos de diferentes massas em queda livre, desde o mesmo ponto e ao mesmo tempo, chegam juntos ao solo, ou seja, caem com a mesma aceleração. Com isso, além de surpreender os cientistas da época, presos aos preconceitos da física aristotélica, abalou os alicerces de toda uma falsa concepção dos fenômenos naturais e lançou a noção de gravidade, posteriormente desenvolvida por Newton. 
Galileu não mais abandonou o castelo de Arcetri, devido a sua condenação pela Igreja Católica contrariando o Geocentrismo, e lá prosseguiu os trabalhos que o tornariam o pesquisador mais produtivo de seu tempo. Criador da ciência do movimento estabeleceu os fundamentos da dinâmica e lançou as bases de uma nova metodologia científica. O físico, astrônomo e inventor merece ser também lembrado como escritor: inovou ao expor suas teorias em língua vulgar e o fez em estilo ágil e irônico. Deu aulas sobre o "Inferno" de Dante, foi leitor apaixonado de Ariosto e escreveu Considerazioni sulla Gerusalemme liberata (1586-1588; Considerações sobre Jerusalém libertada), crítica da obra de Tasso. A cegueira pôs fim às pesquisas de Galileu, cinco anos antes de sua morte, ocorrida em 8 de janeiro de 1642, em Arcetri, perto de Florença. 
2.2 CÁLCULOS
Em uma região em torno da Terra todos os corpos sofrem influência da força gravitacional. Tal região é denominada campo gravitacional. A força que a Terra exerce sobre os corpos situados em seu campo gravitacional é denominada força peso, representada pela letra P.
Assim, estudaremos o movimento que os corpos realizam no vácuo nas proximidades da Terra. Este movimento é denominado Queda Livre. Como já foi mencionado, Galileu Galilei realizou uma série de experiências sobre a queda livre dos corpos e chegou às seguintes conclusões: Todos os corpos, independentemente de sua massa, forma ou tamanho, caem com a mesma aceleração. As distâncias percorridas por um corpo em queda livre são proporcionais ao quadrado dos tempos gastos em percorrê-las, isto é, a função horária das posições, S=F(t) , é do 2º grau. A aceleração constante que age sobre o corpo em queda livre é denominada aceleração da gravidade, sendo representada pela letra g. A aceleração da gravidade varia inversamente com o quadrado da distância ao centro da Terra. Quando se passa do equador para o polo esta aceleração varia de g= 9,78 m/s² para g= 9,83 m/s² . Ao nível do mar g= 9,8 m/s² . Apesar disso, costuma-se, para efeito de cálculos, considerar g= 10 m/s² . Portanto, se a aceleração da gravidade é constante e a função horária das posições é do 2º grau, decorre que a queda livre é um MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado). Esse movimento é aquele em que a velocidade escalar varia uniformemente no decorrer do tempo. Por se retilíneo,ele tem como característica a sua velocidade escalar sofrendo variações sempre iguais em intervalos de tempos iguais. O movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), também encontrado como movimento uniformemente variado (MUV), é aquele em que o corpo sofre aceleração constante, mudando de velocidade num dado aumento ou diminuição conhecido. Para que o movimento ainda seja retilíneo, a aceleração deve ter a mesma direção da velocidade. Caso a aceleração tenha o mesmo sentido da velocidade, o movimento pode ser chamado de Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado. Caso a aceleração tenha sentido contrário da velocidade, o movimento pode ser chamado de Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado. No caso da queda livre dos corpos, em regiões próxima a Terra, é um movimento retilíneo uniformemente variado. Uma vez que nas proximidades da Terra o campo gravitacional pode ser considerado uniforme. O movimento retilíneo pode ainda variar semuma ordem muito clara, quando a aceleração não for constante. Pode ser usada as fórmulas para obtenção do tempo e da velocidade S= So + V.t 
Usado para medir o tempo, espaço e velocidade no MRUV .
S= So + Vo.t + at²/2 
Usado para medir o tempo, espaço e velocidade no MRUV.
V = Vo + a.t 
Equação horária do espaço e da velocidade em queda livre. 
d = gt²/2 
V = gt 
Exemplo de uma aplicação de cálculo de queda livre:
Figura 1. O corpo é lançado para baixo com uma velocidade inicial v0. A aceleração do movimento é a aceleração da gravidade.
O corpo é lançado para baixo, a partir da posição S0 , com uma velocidade inicial V0 . A aceleração do movimento é a aceleração da gravidade. Após cair durante um tempo t , como sua aceleração é g , ele terá uma velocidade V dada por.
V = V0 + gt
E percorrerá uma distancia dada por
Em que e S é a posição do corpo no instante t. com conseqüência é também validada a relação V² = V0² + 2 g .
3. DESENVOLVIMENTO
3.1 OBJETIVO
Esse Relatório consistiu na coleta de dados dentro do laboratório de física onde será realizado o experimento, sendo que, os resultados obtidos serão colocados em tabela e através desta irá ser feita a análise dos dados coletados. Material utilizado para o experimento.
Tripé universal
Painel Klein – 0 – 800 mm
Cronometro digital
Sensorfoto eletrolítico
Bobina de disparo e retenção
Esfera de aço
3.2 PROCEDIMENTO
Utilizados os materiais descritos foi feito um experimento onde se objetivo é coletar o tempo em que a esfera de metal passa entre dois sensores que ficam presos no tripé universal junto com o painel Klein. Com um cronômetros digital para melhor precisão para saber exatamente o tempo em que a esfera cruza os sensores onde a mesma ficava presa junto ao um ima onde seu acionamento de liberação está ligado diretamente ao cronometro assim que acionado a esfera cai e faz do processo para coleta dos dados.
Depois de todo experimento está concluído fui feita uma tabela onde os dados coletado foram inserido em uma formula para realização do cálculo de queda livre. Para que os cálculos ficassem mais preciso foi feito uma media de tempo em que a esfera cruzava os sensores sendo assim para cada espaço foi feito 3 vezes os mesmo processo.
 
 
	∆s(m)
	∑ (s)
	ḡ(m/s²)
	0,8
	0,390
	10,52
	0,7
	0,364
	10,59
	0,6
	0,334
	10,73
	0,5
	0,305
	10,78
	0,4
	0,271
	10,89
	0,3
	0,232
	11,15
	0,2
	0,186
	11,56
	0,1
	0,128
	12,21