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Relatório Queda Livre Guilherme Gerásimo Vieira, João Cordeiro, Thiago Henrique Alisson Rodrigo dos Santos Faculdade Presidente Antônio Carlos, Engenharia de Controle e Automação Resumo - O presente relatório refere-se à três experimentos realizados no laboratório de física. No primeiro, utilizou-se uma esfera de ferro e uma bolinha de gude, por meio do qual foi possível analisar o comportamento de materiais com massas diferentes em queda livre. No segundo, utilizou-se duas moedas iguais e uma régua, onde uma das moedas sofreu projeção e a outra caiu em queda livre sem desvio de posição. Por último, foram realizados testes com um caderno e uma folha de papel, repetindo o experimento com a folha amassada com objetivo de observar a variação de comportamento em queda livre. Palavras Chave - queda livre, experimento, massa, comportamento. I. I NTRODUÇÃO Galileu Galilei (1564-1642) realizou experiências para tentar entender o movimento de queda dos corpos. Até a época de Galileu acreditava-se que se dois corpos de pesos diferentes fossem abandonados juntos de uma mesma altura, o corpo mais pesado chegaria primeiro ao chão. Era essa a previsão do grande filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C), cujas ideias prevaleceram durante muitos anos. As propostas de Aristóteles, porém, não se fundamentavam em experiências. [1] Entretanto, Galileu Galilei que é considerado o pai da experimentação, reforçando a ideia de que qualquer afirmativa acerca das leis da física deveriam estar baseadas em medidas experimentos e observações cuidadosas, chegou à conclusão de que um corpos de massa diferentes abandonados de uma mesma altura, caem simultaneamente, atingindo o chão ao mesmo instante. No seu experimento mais famoso, estando na Torre de Pisa, abandou 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 experimentos 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. 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. FIGURA 1: COMPARATIVO ENTRE AS IDEIAS ANTIGAS E O EXPERIMENTO REALIZADO POR GALILEU. II. OBJETIVOS Estudar o movimento da queda de um corpo; Comparar os resultados experimentais com modelo de queda livre; Discutir os elementos que influenciam o movimento de queda livre, principalmente refletindo sobre as ideias de Aristóteles e Galileu; Demonstrar experimentalmente que dois corpos de diferentes massas, caem com a mesma aceleração conforme proposto por Galileu. III. DESENVOLVIMENTO A. Materiais utilizados: Experimento 1: 01 esfera de ferro; 01 bolinha de gude (massas diferentes). Experimento 2: 02 moedas de 0,25 centavos; 01 régua comum, de 30 cm. Experimento 3: 01 caderno de 10 matérias; 01 folha de caderno comum. B. Procedimentos: No primeiro experimento, um integrante do grupo segurou a bolinha de gude, e também a esfera de ferro, soltou os dois objetos juntos e na mesma altura no intuito de identificar qual material chegaria primeiro ou se ambos chegariam juntos ao solo. FIGURA 2: QUEDA DE OBJETOS COM MASSAS DIFERENTES. (PROJETO EXPERIMENTOS DE FÍSICA COM MATERIAIS DO DIA-A-DIA – UNESP/BAURU). No segundo, foram utilizados duas moedas iguais e uma régua, onde uma das moedas sofreu projeção, e a outra caía em queda livre sem desvio de posição. FIGURA 3: QUEDA DE OBJETOS COM DIFERENTES TRAJETÓRIAS. (PROJETO EXPERIMENTOS DE FÍSICA COM MATERIAIS DO DIA-A-DIA – UNESP/BAURU). O terceiro experimento, foi utilizando um caderno e uma folha, os dois foram abandonados no mesmo momento e na mesma altura. Com isso, foi possível observar que o caderno chegou primeiro ao solo. Logo após foi feito o mesmo experimento e com os mesmos materiais, porém, com a folha amassada, tendo como resultado, ambos chegaram juntos ao solo. FIGURA 4: QUEDA DE OBJETOS COM MASSAS DIFERENTES. (PROJETO EXPERIMENTOS DE FÍSICA COM MATERIAIS DO DIA-A-DIA – UNESP/BAURU). O resultado obtido na primeira etapa da experiência confirma a intuição de que corpos com maior massa cairão mais rápido. Mas, ao repetir a experiência utilizando a folha de papel amassada, pode-se ver os dois objetos chegarem ao chão praticamente ao mesmo tempo. IV. CONCLUSÕES Quando um corpo tem maior massa gravitacional, ele é puxado pela Terra com maior força. Porém, como ele também tem maior inércia, ele tem maior resistência a ter seu estado de movimento alterado. Então, mesmo sendo puxado com mais força ele não chega antes ao solo pois é mais difícil fazer com que ele se movimente. [3] Por meio do experimento com as moedas foi possível verificar a independência de movimentos. Foi provado que dois corpos em queda livre, lançados de uma mesma altura, caem em tempos iguais. O tempo de queda não é afetado pela componente da velocidade horizontal. Embora o toque na régua tenha dado a uma das moedas uma velocidade horizontal adicional, isso não altera a aceleração vertical que as duas moedas experimentam devido à gravidade. No entanto, a moeda que pulou para fora da mesa tem uma velocidade total maior – percorreu uma distância maior no mesmo período de tempo – por isso ela é a mais rápida. Apesar da folha de papel que não foi amassada possuir a mesma massa daquela que foi amassada, elas caíram em tempos diferentes entre si, quando comparados ao tempo de queda do caderno. Isso mostra que a forma do papel influencia no movimento de queda, devido a ação da força de resistência do ar. A folha aberta sofre uma resistência muito maior que a folha amassada devido ao tamanho de sua superfície em contato com o ar.V. REFERÊNCIAS [1] FREITAS, Petrônio Lobato de. Movimento de queda livre. 1ª versão, setembro/2000. Disponível em: https://www.ufrb.edu.br/pidib/documentos/category/53cinemati ca?download=169:apostila-de-fisica Data de acesso: 26/05/2019 [2] ANJOS, Talita Alves dos. Queda Livre. Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/queda-livre.htm Data de acesso: 26/05/2019 [3] DAMACENO, Duane. O porquê de corpos com diferentes pesos caírem em tempos iguais! Agosto/2015. Disponível em: https://profes.com.br/damaceno_d/blog/o-porque-de-corpos- com-diferentes-pesos-cairem-em-tempos-iguais Data de acesso: 27/05/2019