Relatório Física l Queda Livre

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SUMÁRIO 
Introdução............................................................................................... 2 
 Objetivo................................................................................................... 2
Materiais utilizados.................................................................................. 2 
Embasamento Teórico/Metodologia........................................................ 3 
Procedimento experimental.................................................................... .4
Dados/resultados..................................................................................... 5
Conclusão.............................................................................................. 10 
Referências Bibliográficas.......................................................................11 
Introdução 
		No Movimento Retilíneo Uniformemente Variado temos um exemplo clássico que é o chamado queda livre. 
	As características do movimento de queda livre foram objeto de estudo desde os tempos remotos. O grande filósofo Aristóteles (384-322 a.C.) acreditava que havia uma dependência entre o tempo de queda dos corpos com a massa dos mesmos. Essa crença perdurou durante quase dois mil anos, sem que houvesse uma investigação de sua veracidade através de medidas experimentais, cujo agravante seria a grande influência dominante do pensamento aristotélico em várias áreas do conhecimento. No entanto, Galileu Galilei (1564-1642 d.C.) que é considerado o introdutor do método experimental na Física, reforçando a ideia de que qualquer afirmativa a cerca das leis da física deveriam estar embasada em medidas experimentais e observações cuidadosas, chegou à conclusão de que um corpo “leve” e um “pesado”, abandonados de uma mesma altura, caem simultaneamente, atingindo o chão ao mesmo instante. Em outras palavras, desprezando a resistência do ar, os corpos caem com a mesma aceleração independentemente de sua massa. O movimento de queda livre dos corpos próximos à superfície da Terra pode ser descrito pela equação para um movimento uniformemente acelerado. trata-se de um movimento acelerado, fato esse que o próprio Galileu conseguiu provar.
	 	
2. Objetivo
	Este experimento teve como objetivo o estudo do movimento de um corpo em queda livre e estimar o valor da aceleração gravitacional local por meio de análises de seu deslocamento.
3. Materiais utilizados
 Fio de prumo;
 Régua;
 Esfera metálica (diâmetro mm);
 Balança (precisão de 0,005 gramas);
Instrumento próprio para o estudo do movimento de queda livre que consiste em uma haste com um eletroímã no seu topo;
 Sensores de luz infravermelho posicionados na haste;
Trena milimetrada (precisão de 0,5 mm);
Cronômetro multifuncional;
	
4. Embasamento Teórico/Metodologia
	Em Queda Livre, se você arremessa um objeto para cima ou para baixo percebe que o mesmo é atraído para baixo com aceleração constante, esta aceleração chamamos aceleração em queda livre e representamos pela letra g
 	O mais interessante é que o valor desta aceleração não depende da massa, ou da forma do objeto, é a mesma para todos os objetos. Por queda livre entende-se a queda no vácuo, isto é, na ausência total de ar. Na figura abaixo vemos dois objetos caindo, na ausência de ar, tanto a pena como a maçã caem juntas.
	A aceleração em queda livre nas proximidades da superfície da Terra é a = – g – 9,8 m/s^2 e o módulo da aceleração é g =9,8m/s^2.
	O movimento de Queda Livre é um caso especial do MUV então todas as equações do MUV são aplicadas para a Queda Livre, ou seja, se aplicam a um objeto que esteja descrevendo uma trajetória vertical, para cima ou para baixo, desprezando a resistência do ar.
Na Queda Livre temos:
• A direção do movimento é ao longo do eixo y vertical e não ao longo do eixo x horizontal.
• O sentido é positivo no sentido do eixo y apontando para cima.
• A aceleração em queda livre é negativa, ou seja, para baixo, em direção ao centro da Terra e, portanto tem o valor g nas equações.
. O sinal ± da aceleração g nas equações vai depender do movimento do objeto estar para cima ou para baixo. A aceleração do movimento é sempre igual a g, com o sinal positivo ou negativo, dependendo do sentido positivo adotado sobre a trajetória.
 a = +g
Adotando sentido positivo para baixo, a aceleração será positiva.
	 a = –g
Adotando sentido positivo para cima, a aceleração será negativa.
Procedimento experimental
	Para o experimento de Queda Livre seguimos o seguinte procedimento:
1º Nivelar o aparelho que será usado no experimento, utilizando para isso o fio de prumo, e se for necessário uma mudança no posicionamento, ajusta-se os parafusos na base da coluna suporte;
2º Medir a massa da esfera e posiciona-la um pouco acima do sensor, acionar o eletroímã. 
3º conectar os sensores ao cronometro;
4º Ajustar a distância entre os sensores, medir com uma régua (na horizontal) pegando a parte de cima de um sensor com a parte de cima do outro sensor;
5º Ajustar a distância entre os sensores com a mesma distância de 15 cm, medir com uma régua (na vertical) pegando a parte de cima de um sensor com a parte de baixo do outro sensor;
6º Ligar o cronometro fazendo as seguintes configurações:
Idioma - português; 
Função – 1 sensor; 
Número de sensores – 2 sensor; 
Inserir distância – Não; 
Aparecerá opção Inicie o experimento ou cancela, antes de iniciar faça o próximo passo (7º);
7º Acione a bobina e coloque a esfera na mesma, verifique se está tudo certo;
8º Desligue a bobina para que a esfera se solte iniciando o experimento;
9º Faça a leitura no cronometro, através de uma das seguintes opções:
Experimento finalizado - vê – repetir – ou trocar de função;
 10º Clicar na opção Vê Resultados ;
 11º Visualizar os resultados e anotar o t (tempo), t 0,1: (que quer dizer tempo que a esfera passou entre os dois sensores 0 e 1;
12º Anotar os resultados e Finalizar o experimento;
13º Calcular o deslocamento em função do tempo e a velocidade em do tempo;
14º Montar o gráfico deslocamento em função do tempo e com ele obter as velocidades (V1, V2 e V3);
15º Calcular a tangente das velocidades para obter a aceleração;
16º Montar o gráfico da aceleração em função do tempo fazendo a comparação entre gt e ge encontrada, tendo como gravidade convencional g= 9,8 m/s2.
Dados/Resultado
Tabela 1 – Resultados das Medições 
	SENSORES
	TEMPO (s)
	ALTURA (m)
	1°
	0,254 
	0,450 
	2°
	0,313 
	0,650 
	3°
	0,353 
	0,800 
Tabela 2 – Resultados das Medições - Gravidade
	SENSORES
	TEMPO (s)
	ALTURA (m)
	Gravidade teórica (m/s2)
	1°
	0,254
	0,450 
	13,95 m/s2
	2°
	0,313 
	0,650 
	13,26 m/s2
	3°
	0,353 
	0,800 
	12,84 m/s2
Calculo Gravidade:
 
Sensor 1º = 
Sensor 2° =
Sensor 3° =
Média do resultado: 13,35 m/s2
Cálculo das Velocidades (V1, V2 e V3)
Tgθ = CO = V 
 CA
Tgθ = 0,800 = V V1 = 3,9m/s
 0,203
Tgθ = 0,650 = V V2 = 4,2m/s
 0,153
Tgθ = 0,450 = V V3 = 5,4 m/s
 0,083
Calculo da gravidade experimental () 
Tgθ = CO = g 
 CA
ge = CO = 5,0 = 14,2 m/s2 
 CA 0,350
 
Gráfico 1 – Deslocamento em função do tempo 
Gráfico 2 – Deslocamento em função do tempo - Traçando a Tangente para encontrar V1
 Reta tg em curva t – 0,253 (s)
 Reta paralela ao eixo x
 Ângulo entre a tg e o eixo x
ϴ
Gráfico 3 – Deslocamento em função do tempo - Traçando a Tangente para encontrar V2
 ϴ
Gráfico 4 – Deslocamento em função do tempo - Traçando a Tangente para encontrar V3
 ϴ
Gráfico 5 – Velocidade em função do tempo 
Gráfico 6 – Velocidade em função do tempo - Traçandoa Tangente para encontrar gravidade experimental
 
Gráfico 7 – Aceleração em função do tempo (gravidade teórica e gravidade experimental)
9,8 m/s2= gravidade convencional
13,35 m/s2= gravidade teórica
14,2 m/s2 = gravidade experimental
7. Conclusão
	De acordo com o experimento e os dados obtidos no mesmo, foi possível comprovar o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado de queda livre.
Através do calculo da gravidade experimental e teorioca foi possivel verificar uma pequena variação, alcançando o objetivo proposto.
	Em relação aos equipamentos, eles foram fáceis de manusear. Foi importante observar as distâncias dos sensores da bobina, o nivelamento do tripe para evitar erros.
8. Referências Bibliográficas
[1] Anotações em aula professor Nelson, Queda Livre, 10/10/2017.
[2]HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, J.; KRANE, Kenneth S. – Física 1 – Tradução CALAS, Pedro Manuel Lopes Pacheco, - Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 5ª Edição, 2007.
[3] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, J.; Fundamentos de Física - Vol. 1 - Mecânica, 9ª edição. LTC, 2012.