Queda Livre: Estudo e Análise

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Queda livre
Universidade Estácio de Sá
Resumo:
O presente relatório tem como principal objetivo o estudo do movimento de um corpo em queda livre utilizando uma série de equipamentos adequados para esse fim, além da determinação do valor da aceleração da gravidade local por meio de várias análises de seu deslocamento.
Introdução
Queda livre é um movimento que só existe no vácuo, pois, só assim, não temos a resistência do ar. A gravidade não é constante, seu valor varia de latitude para latitude, altitude para altitude. O relatório, portanto envolverá uma análise da gravidade, estudando as variáveis de espaço e de tempo percorrido por um corpo. Esse método consiste em medir, o tempo de queda-livre de uma esfera de aço que cai de alturas variáveis e medir o valor da aceleração da gravidade.
2. Teoria 
Em 300 a,C., Aristóteles iniciou os estudos sobre queda livre. Aristóteles afirmou que se dias pedras fossem soltas ao mesmo tempo, de uma mesma distância, a mais pesada alcançaria primeiro o chão. Sem questionar, essa teoria foi aceita por muito tempo.
Galileu Galilei já tinha uma visão de que toda teoria, antes de ser dada como uma verdade precisava ser experimentada e comprovada. Desta forma, ele realizou um experimento para verificar a teoria de Aristóteles. Galileu soltou duas esferas de tamanhos e pesos diferentes da Torre de Pisa e constatou, neste momento, que a teoria de Aristóteles estava errada. O que ele percebeu foi a existência de uma força que atuava contra a queda das pedras. Galileu lançou a hipótese de que o ar oferece resistência e influi diretamente na velocidade do objeto em queda.
Soltou novamente duas esferas, mas dessa vez do mesmo peso e tamanho e percebeu que elas chegaram juntas ao chão.
 	Se soltarmos dois objetos em um ambiente de vácuo, ou seja, sem nenhum ou insignificante resistência do ar, independente de seus tamanhos e peso, eles atingirão o chão simultaneamente. Isso quer dizer que se você soltar uma pedra e uma pena em um ambiente normal, facilmente perceberá que a pedra alcançará o chão primeiro. Mas se refizer o experimento no vácuo, ambas alcançarão o chão ao mesmo tempo. Isso acontece porque o objeto sofre a aceleração da gravidade (g) direcionada ao centro da Terra, isto é, sempre em trajetória retilínea a vertical. O valor da gravidade sofre pequenas variações de acordo com a latitude e altitude, mas considerando fenômenos de curta duração, estabelece-se que seu valor constante ao nível do mar é de 9,8m/s².
3. Descrição experimental
Inicialmente pegamos uma esfera de aço e a prendeu em uma tira de papel termo sensível, introduzimos o papel entre a ponteira e o disco de centelhamento e a centralizamos no marcador do centelhador.
Mantemos a esfera suspensa pela fita de papel e pressionando o botão do centelhador, soltamos a fita de forma que a esfera caia livremente, interrompendo o centelhamento quando a extremidade livre da fita tiver passado pelo marcador.
Meça na fita os deslocamentos verticais de queda utilizando a régua milimetrada e desprezando sempre o primeiro ponto.
Figura 1 - Centelhador Elétrico
Figura 2- Esfera de aço e papel termo sensível
Resultados
O resultado da aceleração da gravidade no experimento foi g = 4,66 m/s² . Esse resultado apresentou uma discrepância muito alta entre a gravidade de precisão teórica e a Gravidade experimental .
Concluímos que houve algumas falhas no experimento como: Quantidade de repetições dos testes, marcações sem precisão e aparelhos sem calibração. 
Gráfico 1- Posição x Tempo
 
No final do experimento obtivemos os valores dos instantes e do tempo que estão representados na tabela abaixo.
Tabela 1 - Resultado das medições em relação o tempo.
	Tempo (s)
	Metro (m)
	0,050
	0,094
	0,100
	0,170
	0,150
	0,267
	0,200
	0,382
	0,250
	0,512
	0,300
	0,652
	0,350
	0,813
	0,400
	0,938
Conclusão 
Neste relatório apresentamos conforme aula prática o estudo e o conceito sobre queda livre. Entendemos que todo objeto em queda livre não sujeitos à resistência do ar e próximos da superfície da Terra caem com a mesma aceleração. 
O estudo feito traduz em conceito e prática aquilo que o movimento queda livre exige, no entanto, pequenos erros ou desvios de valores foram percebidos, pois toda experiência está sujeita a erros. A partir desse relatório foi possível visualizar o uso adequado do sistema queda livre, como se faz a montagem de tal sistema, para que a sua utilização e sua importância. 
Provamos que através do uso deste equipamento, é possível encontrar a aceleração da gravidade.
Referências
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br
http://www.portalsaofrancisco.com.br
http://brasilescola.uol.com.br