Relatorio fisica queda livre FINAL

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas
Relatório de laboratório de física 4
Corpos em queda livre
Nomes:
Bernardo 201410565 
Licurgo Andion de Souza 201310896 
Max pitter 201210525 
Pedro matsubara 201210824 
Viviane Maria 201310382 
Data: 30/09/2014 Turma: P05
Resumo
 O relatório descreve as variações nas medições do tempo de queda livre de uma ou mais esferas metálicas com pesos diferentes através de um cronômetro digital ligado a 5 sensores limitadores de percurso, analisando o tempo em alturas diferentes. Determinando o valor aproximado da aceleração gravitacional ‘’g’’, no local do experimento, sendo essa aceleração positiva pelo movimento ser acelerado, aumentando a velocidade com o passar do tempo.
Palavras-Chave: Queda-livre; Sensor; Gravidade.
Introdução
 O movimento de queda livre trata-se de um movimento acelerado que sofre ação da aceleração da gravidade. Através de estudos e experiências, conseguiu averiguar que a velocidade de qualquer corpo independente do seu peso, em queda livre, aumenta sempre de quantidade iguais em cada 1s. Esse aumento medido é igual a 9,8m/s[1]. Então entende-se que a aceleração na queda livre, chamada aceleração da gravidade representada por “g”. Estando ciente que as distâncias percorridas de um corpo em queda livre são proporcionais ao quadrado dos tempos gastos em percorrê-las. E todos os corpos independentes de peso, forma ou tamanho, caem com aceleração constante e igual. Um corpo que foi lançado verticalmente para cima, realiza movimento retilíneo uniforme retardado, e lançado verticalmente para baixo, realiza movimento retilíneo uniforme acelerado, pois o módulo da sua velocidade aumenta no decorrer do tempo.
Sendo as equações ultilizadas para calcular a distância através do tempo e a velocidade são:
ΔS=(a.t² )/2 (1)
 V=v0+at (2)
Materiais e Métodos
Os materiais utilizados para o experimento foram os itens seguintes:
Tripé de ferro 3kg com sapatas niveladoras;
4 suportes corrediços para sensor fotoelétrico;
5 sensores fotoelétricos;
Cronômetro digital azb-10;
1 fixador metálico para eletroímã
1 eletroímã com dois bornes e haste;
1 cabo de ligação conjugado;
1 cabo de alimentação para cronõmetro;
1 Saquinho contetor da esfera;
1 Suporte do saquinho contetor;
02 esferas de aço: 20mm e 25 mm diâmetro;
1 Cabo de ligação para chave liga-desliga com pino P10;
1 Chave liga-desliga;
Haste de alumínio 90cm com escala milimetrada;
Apartir do suporte lançador vertical graduado, com 5 sensores presos no suporte ligado a um cronõmetro digital em segundos e ao lado do suporte lançador, encontrava-se o dispositivo de liga/desliga de imã que estava conectado ao bico lançador do suporte. Ligava-se o dispositivo e encostava a esfera metálica para ficar presa ao imã, depois desligava o dispositivo para a esfera cair em queda livre passando pelos cinco sensores fotoelétricos em posições distinta, sendo que o primeiro sensor fica a 20cm de distância da esfera presa ao imã, e realizado o experimento novamente com uma distância de 10cm da esfera e do primeiro sensor. Após realizadas todas as quedas livres necessárias e anotados todos os dados obtidos e calculado a discrepância percentual entre a gravidade da previsão teórica e a gravidade experimental, e a velocidade de acordo com o tempo.
Resultado e discussões
Através do experimento, os tempos de queda foram anotados, e com isso completamos a tabela com os valores da gravidade pela equação [1].
Tabela 1
	Nº
	Yo(m)
	Δ Y(m)
	T(s)
	G(m/s²)
	1
	0
	0,2
	0,2038
	9,63
	2
	0
	0,3
	0,2483
	9,73
	3
	0
	0,4
	0,2892
	9,69
	4
	0
	0,5
	0,3196
	9,79
Também foi possível calcular o valor da velocidade com a equação [2].
Tabela 2
	T(s)
	G(m/s²)
	Vo(m/s)
	V(m/s)
	0,2038
	9,63
	0
	1,9625
	0,2483
	9,73
	0
	2,4159
	0,2892
	9,65
	0
	2,77
	0,3196
	9,79
	0
	3,12
Considerando a tolerância de erro admitida (5%), podemos afirmar que a gravidade ficou constante.
Construimos o gráfico y = f(t) usando os dados do experimento, com a fórmula de uma função constante
Apartir da tabela 3 foi construído um gráfico Linearizarizado y=f(t).
O gráfico se comporta como uma função de 1 grau Y=ax+b.
Tabela 3 
	t²(s²)
	ΔY (m)
	0,0401534
	0,2
	0,061653
	0,3
	0,082484
	0,4
	0,102144
	0,5
O gráfico mostra que as grandezas deslocamento e intervalo de tempo ao quadrado são diretamente proporcionais, sendo o coeficiente angular A = 0,202 e o coeficiente linear B = 0,001
O coeficiente linear do gráfico Y=f²(t²) são iguais com sua posição inicial, sendo o significado físico a posição inicial.
O coeficiente angular do gráfico Representa o grau de inclinação da reta sobre o plano (x,y).
O gráfico V=f(t) possui forma de uma reta função constante e a a equção horária do movimento em queda livre S=So+Vo.t+(a.t²)/2.
 Sendo seu coeficiente angular A = 9,941 e o linear B=-0,063. Portanto o coeficiente angular representa a aceleração média da gravidade que é de 9,8m/s², que representa o o grau de inclinação da reta sobre o plano (x,y). Já o coeficiente linear do gráfico V =f(t) significa a posição inicial. A área sob o gráfico V=f(t) informa o espaço percorrido, deslocamento.
 Foram repetidos o experimento com as esferas de diâmetros mencionados e não houve variações dependentes do diâmetro nos testes.
 Podemos observar que aceleração se mostrou constante, no experimento desprezando a resistência do ar, e a velocidade aumenta de forma constante de acordo com o tempo na queda livre.
Conclusão
Avaliando o experimento no laboratório, observamos que funciona adequadamente, sendo evidente que todos objetos na queda livre não sujeitos a resistência do ar e próximos da superfície da terra caem com a mesma aceleração. Sendo que cada ponto mais distante do lançamento da esfera a velocidade é cada vez maior. Podemos observar que é muito difícil fazer medições precisas e talvez encontraríamos resultados mais próximos do real se mais medições fossem realizadas. Os resultados confirmaram as aplicações das fórmulas aprendidas durante a teoria de física.
Bibliografia
[1].HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl, fundamentos de física 1- mecânica, 9ª Edição.
[2]. Física 1 – Mecânica – Sears & zemansky – 9ª Edição.