Atividade Prática Física Mecânica - Aceleração da Gravidade

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Aceleração da gravidade
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Centro Universitário Uninter
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Resumo: Neste experimento, analisaremos a aceleração de uma bola quando lançada com e sem a presença da resistência do ar.
Palavras chave: Queda, gráfico, corpo, velocidade, tempo, aceleração, gravidade, resistência, ar.
Introdução
	Aceleração pode ser definida como a grandeza que altera a velocidade ou a direção do movimento de um corpo, podendo ser positiva ou negativa.
	Quando um corpo está em queda livre, duas forças atuam sobre ele: a força da gravidade, que o puxa para baixo e possui valor positivo, fazendo com que a velocidade do corpo aumente, e a força de resistência do ar, que é contrária à força da gravidade. Quando as duas forças se igualam, o corpo atinge a velocidade máxima durante a queda, chamada de velocidade terminal.
Procedimento Experimental
	Utilizando o software Virtual Physics, iniciamos o experimento Accelaration of Gravity (Aceleração da gravidade). Na área do experimento encontram-se uma bola de 0,25Kg e um êmbolo logo abaixo da bola.
	Primeiro o êmbolo atinge a bola com uma força de 75N, a qual é arremessada para cima e depois de certo tempo retorna para o ponto de onde partiu. No ambiente do experimento não consideramos a existência do ar.
	Em seguida, variamos o módulo da força aplicada sobre a bola para 90N, ainda sem a resistência do ar.
	Posteriormente repetimos o experimento com uma força de 75N, porém incluímos a resistência do ar.
	Repetimos também o experimento com uma força de 90N, inclusa a resistência do ar.
	Veja na tabela abaixo os valores obtidos do tempo e da velocidade que a bola atingiu o ponto inicial em cada um dos experimentos descritos acima:
	Força (N)
	Resistência do ar
	Tempo até atingir o chão (s)
	Velocidade ao atingir o chão (m/s)
	75
	Sem
	3,22s
	-14,9
	90
	Sem
	3,83
	-17,88
	75
	Com
	1,49
	-3,15
	90
	Com
	1,51
	-1,17
Tabela 1
Análise e resultados
	Podemos perceber o quanto a resistência do ar influencia no movimento dos corpos. Devido a sua ação contrária à força da gravidade, a resistência do ar faz com que o corpo não atinja as velocidades obtidas pelo corpo que não sofre ação dessa força, tanto em sua ascensão, como em sua queda. Veja o gráfico a seguir:
Podemos concluir que a massa dos corpos exerce grande influência num movimento de subida e descida. Veja a seguir o gráfico da velocidade x tempo do movimento das bolas:Gráfico 1 – Altura X Tempo
	No gráfico acima, as duas retas correspondentes às velocidades das bolas que não sofreram ação da resistência do ar reduziram uniformemente, demonstrando que a aceleração foi constante durante o movimento. Isso se deve à inexistência de forças contrárias à força da gravidade que está atuando sobre os corpos.Gráfico 2 – Velocidade X Tempo
	Já as velocidades das bolas que sofreram ação da resistência do ar foram representadas no gráfico como curvas, caracterizando uma variação da aceleração dos corpos. Isso se deve ao fato de que a força da resistência do ar é capaz de alterar o movimento dos corpos. Observe que a velocidade neste caso tende a ser constante, pois quando a força de resistência do ar se iguala à força da gravidade sobre o corpo, as duas forças se anulam, e o corpo passa a descrever um movimento uniforme.
	Podemos perceber, também, que em um dado momento em cada um dos movimentos houve uma mudança no sentido do movimento, representada no gráfico como os pontos em que as velocidades deixam de ser positivas e passam a ser negativas. Este é o momento em que a força da gravidade vence a força exercida pelo êmbolo sobre as bolas, passando, então, a ser predominante.
	Quanto maior a força exercida pelo êmbolo, maior a velocidade alcançada pelas bolas. Sem a resistência do ar, a bola também alcança velocidades cada vez menores (durante a queda). Entretanto, com a resistência do ar, a velocidade dos corpos durante a queda atinge um limite inferior, sendo denominada de velocidade terminal.
Conclusão
	Concluímos, portanto, que na ausência de forças contrárias à aceleração da gravidade, um corpo em queda livre descreve um movimento uniformemente variado, ou seja, possui aceleração constante.
	Na presença da resistência do ar, porém, os corpos tendem a reduzir sua aceleração, atingindo um estado de movimento com velocidade constante, chamada de velocidade terminal. Isso se deve ao fato de a força da gravidade se igualar à força de resistência do ar, as quais se anulam. Com essas forças se anulando, o corpo passa a descrever um movimento com velocidade constante.
	Portanto, quando se trata de queda livre, o comportamento do movimento dos corpos é influenciado pela presença ou não da resistência do ar.
Referências
	[1] H.D.Young e R. A. Freedman, “Física Mecânica I” – tradução Sonia Midori Yamamoto – revisão técnica Adir Moysés Luiz – 12ª edição – São Paulo: Addison Wesley, 2008
	[2] “Movimento Uniformemente Variado”
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Cinematica/muv.php
	[3] “Força gravitacional”
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/GravitacaoUniversal/gu.php
	[4] “MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO”
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-uniformemente-variado.htm
	[5] “A ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE”
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-aceleracao-gravidade.htm
	[6] “MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV)”
http://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanica/cinematica/movimento-uniformemente-variado-muv/
	[7] “ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE”
http://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanica/gravitacao/aceleracao-da-gravidade/