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Universidade Estácio de Sá - Campus Santa Cruz Curso: Engenharia Mecânica Física Experimental Queda Livre Turma: 3079 Aluna: Ana Carolina Alves Professor: Nelson INTRODUÇÃO Denomina-se Queda Livre o movimento vertical, próximo à superfície da Terra, quando um corpo de massa m é abandonado no vácuo ou em uma região onde desprezamos a resistência do ar. A queda livre é um movimento uniformemente variado, sua aceleração é constante e igual a 9,8 m/s2 (ao nível do mar), chamada de aceleração gravitacional. Na queda, o módulo da velocidade do corpo aumenta, o movimento é acelerado, e, portanto, o sinal da aceleração é positivo. TEORIA Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, aceleração essa que é representada por g e é variável para cada ponto da superfície da Terra. Porém para o estudo de Física, e desprezando a resistência do ar, seu valor é constante e aproximadamente igual a 9,8 m/s2. Sua equação é a seguinte: Objetivo O presente relatório tem como principal objetivo a estudo do movimento de um corpo em queda livre utilizando uma série de procedimentos experimentais adequados para esse fim, além da determinação do valor da aceleração da gravidade local por meio de várias análises de seu deslocamento. EXPERIMENTO Os materiais utilizados foram: Suporte lançador vertical graduado, dispositivo liga/desliga de imã, dois sensores ópticos, uma esfera metálica, cronômetro digital e caneta. Foram disponibilizados por equipe, um suporte lançador vertical graduado, com três sensores presos no suporte ligados a um cronômetro digital em segundos e ao lado do suporte lançador, encontrava-se um dispositivo liga/desliga de imã que estava conectado ao bico lançador do suporte. Primeiramente foi explicado pelo professor orientador como seria o experimento no qual consiste em ligar o dispositivo do imã e encostar a esfera metálica no bico do lançador de modo que se grudem em seguida desligar o dispositivo de forma que a esfera metálica caísse em queda livre passando pelos dois sensores ópticos em posições distintas sendo que o 1 ° sensor daria partida ao cronômetro e o 2 ° pararia a contagem do cronômetro contabilizando assim o tempo, em segundos, que a esfera levou para passar entre os dois sensores. - Exemplo de um suporte lançador vertical graduado RESULTADOS E ANÁLISES O experimento foi realizado no laboratório de Física 1 e nele observamos a aceleração gravitacional no local. Foram medidas 3 alturas diferentes e para cada altura calculava 1 tempo de queda. Feito isso calculava o valor médio do tempo () e seu desvio padrão (), logo calculou-se a aceleração gravitacional, dado a altura e o tempo médio pela seguinte formula, . Calculando a aceleração gravitacional de certa altura, pode-se também calcular o desvio padrão da gravidade pela seguinte formula, Conversão de medidas 450 mm 650 mm 800 mm Gravidade teórica: Média entre as gravidades teóricas: Resultados obtidos no fim dos cálculos: Sensores Tempo Altura (m) Gravidade teórica (m/s²) 1º 0,259 0,450 13,42 2º 0,320 0,650 12,70 3º 0,359 0,800 12,41 Média 12,84 Gráficos: Representação gráfica da variância das velocidades do experimento: Representação gráfica da primeira velocidade (V1): Cálculo teórico da primeira velocidade (V1) Representação gráfica da segunda velocidade (V2): Cálculo teórico da segunda velocidade (V2): Representação gráfica da terceira velocidade (V3): Cálculo teórico da terceira velocidade (V3): Cálculo teórico da gravidade experimental (): Representação gráfica das gravidades: CONCLUSÃO: Conclui-se que queda livre o movimento de subida ou descida que os corpos realizam no vácuo ou quando desprezamos a resistência do ar. O que difere o lançamento vertical da queda livre é o fato da velocidade inicial no primeiro ser diferente de zero. No caso da queda livre só poderemos ter movimentos no sentido de cima para baixo, no caso do lançamento vertical poderemos ter movimentos em ambos os sentidos, ou seja, de cima para baixo ou de baixo para cima. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: [1] Toscano, C; Filho, A.G.. Física Volume Único. Editora Scipione, 2009 http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/movimento-queda-livre-lancamento-vertical.htm
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