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1 Introdução O presente relatório corresponde ao estudo feito em sala de aula sobre a aceleração da gravidade. Tal estudo foi realizado através da análise de um vídeo, no qual foram filmadas duas esferas, de diferentes tamanhos e massas, em queda livre. Posteriormente foi obtida a aceleração dos dois corpos com a ajuda do software livre tracker, realizando a análise do vídeo quadro a quadro. A partir disso, foram comparadas e estudadas as acelerações em ambos os casos, considerando fatores externos, como a resistência do ar, a imprecisão dos instrumentos utilizados e a falha humana, uma vez que as duas esferas foram largadas manualmente. 2 Metodologia O experimento, para alcançar seus objetivos, foi executado de maneiras e com instrumentos, os quais serão explicados nesse trecho do relatório. Foi posicionada, na posição vertical, uma régua com o apoio de dois esquadros, para que a mesma não se inclinasse. Em seguida um fundo branco foi posto atrás dela, com o objetivo de se criar um contraste com as esferas, para dessa forma facilitar a visualização da imagem pelo programa utilizado. Um celular, o qual foi usado com o intuito de filmar o experimento, foi preso a um apoio, dessa forma se mantendo completamente parado. Uma borracha foi posta sobre a bancada, a fim de se amortecer a queda. Depois de feito esse preparo, uma das esferas foi posta ao lado da régua no topo do fundo branco, então ela foi solta e a queda gravada. O processo foi repetido de maneira similar com a outra esfera. Em seguida os vídeos foram abertos no tracker. Então foram postos a fita métrica de calibração, os eixos e pontos de massa. O software fez uma análise, quadro por quadro, dos vídeos e forneceu dados. Esses foram observados e a partir deles foram calculadas as incertezas, gráficos foram construídos, objetivando-se a simplificação e a clareza desse estudo. 3 Discussão de resultados 3.1 Esfera de madeira (4 cm de diâmetro) 3.1.1 Tabelas tempo (s) y (m) ± δy VY (m/s) 0,000 0 0 0,033 -0,016 ± 0,005 -0,672 0,067 -0,045 ± 0,005 -1,013 0,100 -0,084 ± 0,005 -1,349 0,133 -0,135 ± 0,005 -1,702 0,167 -0,197 ± 0,005 -2,045 0,200 -0,271 ± 0,005 -2,401 0,233 -0,357 ± 0,005 -2,73 0,267 -0,453 ± 0,005 -3,067 0,300 -0,562 ± 0,005 -3,317 0,333 -0,674 ± 0,005 -3,422 t² (s²) y (m) ± δy 0 0 0,001089 -0,016 ± 0,005 0,004489 -0,045 ± 0,005 0,01 -0,084 ± 0,005 0,017689 -0,135 ± 0,005 0,027889 -0,197 ± 0,005 0,04 -0,271 ± 0,005 0,054289 -0,357 ± 0,005 0,071289 -0,453 ± 0,005 0,09 -0,562 ± 0,005 0,110889 -0,674 ± 0,005 t (s) VY (m/s) ± δVY 0 0 0,033 -0,672 ± 0,106 0,067 -1,013 ± 0,106 0,1 -1,349 ± 0,106 0,133 -1,702 ± 0,106 0,167 -2,045 ± 0,106 0,2 -2,401 ± 0,106 0,233 -2,73 ± 0,106 0,267 -3,067 ± 0,106 0,3 -3,317 ± 0,106 0,333 -3,422 ± 0,106 3.1.2 Gráficos 3.2 Esfera de ferro (2,6 cm de diâmetro) 3.2.1 Tabelas tempo (s) y (m) ± δy VY (m/s) 0,000 0,000 ± 0,005 -0,334 0,033 -0,006 ± 0,005 -0,673 0,067 -0,022 ± 0,005 -1,004 0,100 -0,051 ± 0,005 -1,320 0,133 -0,089 ± 0,005 -1,601 0,167 -0,139 ± 0,005 -1,859 0,200 -0,196 ± 0,005 -2,119 0,233 -0,263 ± 0,005 -2,467 0,267 -0,337 ± 0,005 -2,838 0,300 -0,427 ± 0,005 -3,187 0,333 -0,527 ± 0,005 -3,747 t² (s²) y (m) ± δy 0,000 0,000 ± 0,005 0,001 -0,006 ± 0,005 0,004 -0,022 ± 0,005 0,010 -0,051 ± 0,005 0,018 -0,089 ± 000,5 0,028 -0,139 ± 0,005 0,040 -0,196 ± 0,005 0,054 -0,263 ± 0,005 0,071 -0,337 ± 0,005 0,090 -0,427 ± 0,005 0,111 -0,527 ± 0,005 t (s) VY (m/s) ± δVY 0,000 -0,334 ± 0,106 0,033 -0,673 ± 0,106 0,067 -1,004 ± 0,106 0,100 -1,32 ± 0,106 0,133 -1,601 ± 0,106 0,167 -1,859 ± 0,106 0,200 -2,119 ± 0,106 0,233 -2,467 ± 0,106 0,267 -2,838 ± 0,106 0,300 -3,187 ± 0,106 0,333 -3,747 ± 0,106 3.2.2 Gráficos 3.3 Análise de dados Através dos dados obtidos foi construído um gráfico t² x y para cada esfera. A partir desse gráfico, foi possível calcular a aceleração, que no experimento é a aceleração da gravidade. O cálculo se deu a partir da fórmula da posição da queda livre. Com y0 = 0 e V0 = 0, a fórmula se resume a , de onde conclui-se que , sendo α o coeficiente angular da reta. Logo, a aceleração será o dobro da tangente do ângulo de inclinação da reta. A partir disso, encontrou-se α = -5,993 no gráfico t² x y da esfera de madeira. Logo, a aceleração obtida para essa esfera foi igual a -11,986 m/s². E para a esfera de ferro, obteve-se α = -4,752 e aceleração igual a -9,505 m/s². 4 Conclusão Com o experimento realizado, os valores obtidos para a aceleração da gravidade foram 11,986 m/s² para a esfera de madeira e 9,505 m/s² para a esfera de ferro. Esses valores estão próximos do valor real da aceleração da gravidade, que é aproximadamente 9,8 m/s², portanto, são valores aceitáveis. A partir disso, pode-se dizer que o experimento foi bem sucedido em testar o modelo, pois esse comportou-se de acordo com o que se esperava. Apesar de obter resultados esperados, devemos levar em consideração as possíveis fontes de erro na realização do experimento. Um exemplo está relacionado com a inclinação da régua e a precisão na medida realizada no vídeo através do programa, por isso considerou-se a incerteza de 0,5 cm em y. A qualidade da gravação também interfere na marcação da fita métrica de calibração, dos eixos e dos pontos de massa no software. Além disso, existem as falhas humanas como o erro na hora de fazer as marcações no computador e a maneira de largar as esferas pode não ter ocorrido da melhor forma possível. É importante citar também a influência da resistência do ar nos resultados. Essa força está relacionada com a área de contato, o peso e a velocidade. A esfera de madeira é mais leve e possui maior diâmetro, logo, possui maior área de contato e menor peso. Por conta disso, ela sofrerá uma força de resistência do ar maior que a de ferro. Isso explica por que a esfera de ferro obteve uma aceleração mais próxima da que se esperava quando comparada à obtida com a de madeira.
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