Queda Livre

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DANIEL BOMFIM LACERDA
LUCAS LOPES DE ARAÚJO
JOÃO PAULO HENRIQUE
PROCEDIMENTO V: QUEDA LIVRE
VITÓRIA DA CONQUISTA 
2019
DANIEL BOMFIM LACERDA
LUCAS LOPES DE ARAÚJO
JOÃO PAULO HENRIQUE
PROCEDIMENTO V: QUEDA LIVRE
Relatório apresentado como atividade avaliativa do componente curricular Física Experimental I, do curso de Licenciatura em Química do Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia da Bahia (IFBA), apresentado ao professor Dr. Jime de Souza Sampaio
VITÓRIA DA CONQUISTA
2019
INTRODUÇÃO
No estudo de física a queda livre é uma particularização do movimento uniformemente variado (MRUV). O movimento de queda livre foi estudado primeiramente por Aristóteles. Ele foi um grande filósofo grego que viveu aproximadamente 300 a.C. Aristóteles afirmava que se duas pedras caíssem de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo primeiro. 
Essa afirmação foi aceita durante vários séculos tanto por Aristóteles quanto por seus seguidores, pois não tiveram a preocupação de verificar tal afirmação. Séculos mais tarde, mais precisamente no século XVII, um famoso físico e astrônomo italiano chamado Galileu Galilei, introduziu o método experimental e acabou por descobrir que o que Aristóteles havia dito não se verificava na prática. Considerado o pai da experimentação, Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e a sua comprovação. 
Alguns séculos de pois Galileu Galilei, introduziu o método experimental e acabou por descobrir que o que Aristóteles havia dito não se verificava na prática. Considerado o pai da experimentação, Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e a sua comprovação. Estando na Torre de Pisa Galileu, abandonou ao mesmo tempo esferas de pesos diferentes e verificou que elas chegavam ao solo no mesmo instante. Por fazer grandes descobertas e pregar ideias revolucionárias ele chegou a ser perseguido. Quando Galileu realizou o experimento na Torre de Pisa e fez a confirmação de que Aristóteles estava errado, ele percebeu que existia a ação de uma força que retardava o movimento do corpo. Assim sendo, ele lançou a hipótese de que o ar exercesse grande influência sobre a queda de corpos 
O movimento de queda livre, como já foi dito, é uma particularidade do movimento uniformemente variado. Sendo assim, trata-se de um movimento acelerado, fato esse que o próprio Galileu conseguiu provar. Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, aceleração essa que é representada por g e é variável para cada ponto da superfície da Terra. O movimento de queda livre dos corpos próximos à superfície da Terra pode ser descrito pela equação para um movimento uniformemente acelerado (aceleração g constante) dada por: 
					[1]
Onde h0 e V0 são as posições de velocidade iniciais (t = 0) do movimento e escrevemos h(t) tomando um referencial vertical com sentido positivo para baixo. Com essa convenção para h(t) a aceleração g tem sentido positivo, o que resulta no sinal positivo no termo quadrático em t. 
Se o corpo começar em repouso, v0=0 e se tomarmos como origem de h a posição inicial do corpo h0 =0 tem-se a seguinte relação 
						[2]
OBJETIVOS 
Analisar o movimento de um corpo em queda livre, determinando assim o valor da aceleração da gravidade local.
MATERIAIS 
Esfera de aço
Eletroímã;
Fonte de Tensão;
Régua de marcadores;
Cronometro digital;
Base de apoio;
Haste de sustentação;
Abraçadeiras;
Trena.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Primeiramente ligou-se os equipamentos;
Em segundo momento pressionou-se a esfera no seu sistema de disparo;
Logo após, alinhou-se o sistema de disparo da esfera com o sistema de trava do cronômetro;
Posicionou-se a esfera no disparador em altura h0 determinado;
Mediu-se o tempo de queda da esfera;
 Repetiu-se o procedimento quatro vezes com a medida do item IV;
Alterou-se a altura de h0 e repetiu-se os procedimentos IV, V, VI e VII por 9 vezes.
RESULTADOS E DISCURSÃO
Para a realização da prática, inicialmente montou-se o dispositivo de lançamento, que consistia em um eletroímã acoplado a um suporte graduado que permite o engate de sensores fotoelétricos, que funcionam para travar o cronômetro digital que é acionado automaticamente quando o eletroímã libera o corpo a ser estudado, em nosso caso, uma esfera de metal.
Foram feitas aferições em 10 diferentes alturas para h0 e em cada uma delas, 5 réplicas, os resultados encontram-se dispostos na tabela 1.
Tabela 1 Dados dos experimentos
	Nº
	H
(m)
	σa em h
(mm)
	Tempo (s)
	σa
(s)
	σb
(s)
	σc
(s)
	Resultado de t
	
	
	
	Medida 1
	Medida 2
	Medida 3
	Medida 4
	Medida 5
	(Médio em s)
	
	
	
	
	1
	0,975
	0,05
	0,1475
	0,1298
	0,1288
	0,1243
	0,1392
	0,13392
	0,05
	0,008343
	0,050691
	0,13392 ± 0,02267
	2
	0,940
	0,05
	0,1395
	0,1675
	0,1673
	0,1287
	0,1623
	0,15306
	0,05
	0,015962
	0,052486
	0,15306 ± 0,02347
	3
	0,909
	0,05
	0,1822
	0,1812
	0,1707
	0,1733
	0,1799
	0,17746
	0,05
	0,004592
	0,05021
	0,17746 ± 0,02245
	4
	0,874
	0,05
	0,2039
	0,2129
	0,2415
	0,2256
	0,2143
	0,21964
	0,05
	0,012923
	0,051643
	0,21964 ± 0,02309
	5
	0,834
	0,05
	0,2450
	0,2689
	0,2507
	0,2242
	0,2270
	0,24316
	0,05
	0,016392
	0,052618
	0,24316 ± 0,02353
	6
	0,798
	0,05
	0,2450
	0,2547
	0,2533
	0,2573
	0,2762
	0,2573
	0,05
	0,010308
	0,051051
	0,25730 ± 0,02283
	7
	0,688
	0,05
	0,2910
	0,2910
	0,2856
	0,2978
	0,2899
	0,29106
	0,05
	0,003914
	0,050153
	0,29106 ± 0,02243
	8
	0,645
	0,05
	0,3327
	0,3113
	0,3407
	0,3427
	0,3269
	0,33086
	0,05
	0,011302
	0,051261
	0,33086 ± 0,02292
	9
	0,433
	0,05
	0,3984
	0,3783
	0,3810
	0,3811
	0,3706
	0,38188
	0,05
	0,009103
	0,050822
	0,38188 ± 0,02273
	10
	0,190
	0,05
	0,4556
	0,4550
	0,4502
	0,4539
	0,4401
	0,45096
	0,05
	0,005745
	0,050329
	0,45096 ± 0,02251
Para poder encontrar a gravidade relativa ao local do experimento, usamos a equação dois que requer os dados do tempo ao quadrado, calculamos estes dados que se encontram dispostos na tabela 2.
Tabela 2 Tempo ao quadrado
	T2
(s2)
	σt2 
(s2)
	Resultado de t2
	0,017935
	6,96056 E-05
	0,017935 ± 6,96056 E-05
	0,023427
	0,000254785
	0,023427 ± 0,000254785
	0,031492
	2,10865 E-05
	0,031492 ± 2,10865 E-05
	0,048242
	0,000167004
	0,048242 ± 0,000167004
	0,059127
	0,000268698
	0,059127 ± 0,000268698
	0,066203
	0,000106255
	0,066203 ± 0,000106255
	0,084716
	1,53194 E-05
	0,084716 ± 1,53194 E-05
	0,109468
	0,000127735
	0,109468 ± 0,000127735
	0,145832
	8,28646 E-05
	0,145832 ± 8,28646 E-05
	0,203365
	3,3005 E-05
	0,203365 ± 3,3005 E-05
Para facilitar os cálculos, podemos linearizar a equação 2 fazendo t2 = x, encontramos então:
 						[3]
Logo, ao traçar um gráfico de x em função de h, encontrarmos o coeficiente angular e multiplicarmos por dois, encontraremos o valor de g. O gráfico foi traçado em papel milimetrado e encontra-se no apêndice desse relatório.
Para encontrar o valor do coeficiente angular, utilizamos a equação:
Selecionando dois dados da tabela para poder calcular o coeficiente angular em módulo e encontramos:
 Ao multiplicarmos por dois, encontramos 9,73632, valor muito próximo do valor médio para aceleração da gravidade, que é 9,98 m/s2.
CONCLUSÃO
Ao findar esse relatório foi possível verificar que a técnica de análise de queda livre de um corpo é eficiente para a análise da aceleração da gravidade, entretanto, para que haja menos erros, é necessário que o analista tenha bastante destreza ao manipular os instrumentos utilizados na prática em questão, pois qualquer variação pode influenciar diretamente nos resultados.
REFERÊNCIA 
ANJOS, Talista Alves. Queda Livre.Mundoeducação. Disponível em:< https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/queda-livre.htm> Acesso em: 16 de junho de 2019.
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