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FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ VITÓRIA CURSO DE ENGENHARIA KATELINE DE MATTOS ALVES KLEBER SESSA MARIANA OLIVEIRA WALLACE LIPHAUS RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL 1 QUEDA LIVRE VITÓRIA/ES 2015 FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ VITÓRIA CURSO DE ENGENHARIA KATELINE DE MATTOS ALVES KLEBER SESSA MARIANA OLIVEIRA WALLACE LIPHAUS Relatório nº 4 apresentando a disciplina Física Experimental 1 – Movimento de Queda Livre – para avaliação da Professora Juliana Nunes Oliveira Pinto. Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Física Experimental I. VITÒRIA/ES SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO Foi Galileu foi quem estudou corretamente pela primeira vez, a queda de corpos próximos da superfície terrestre e concluiu que todos os corpos em queda livre, isto é, sem o efeito da resistência do ar, têm a mesma aceleração, denominada aceleração da gravidade (g), independentemente das suas massas. O valor da aceleração da gravidade é característico do campo gravitacional, da Terra (ou de outro planeta, satélite, etc…); não depende do corpo que se movimenta e varia com a latitude e a longitude. Ao nível do mar e à latitude de 45°, a aceleração da gravidade na Terra é igual a 9.80665 m/s² (aproximadamente 9.8 m/s²). Conta a história que Galileu foi até o topo da Torre de Pisa, na Itália, e de lá realizou experimentos para comprovar sua afirmativa sobre o movimento de queda dos corpos. Ele abandonou várias esferas de massas diferentes e percebeu que elas atingiam o solo no mesmo instante. Mesmo após as evidências de suas experiências, muitos dos seguidores de Aristóteles não se convenceram, e Galileu foi alvo de perseguições em razão de suas ideias revolucionárias. É importante deixar claro que a afirmativa de Galileu só é válida para queda de corpos que estão no vácuo, ou seja, livre da resistência do ar ou no ar e com resistência desprezível. Dessa forma, o movimento é denominado queda livre. O movimento de queda livre é acelerado. Com suas experiências, Galileu conseguiu verificar que o movimento é uniformemente acelerado, aceleração, denominada aceleração da gravidade, é representada normalmente por g e, pelo que já isto é, durante a queda, o corpo cai com aceleração constante. Pode-se concluir que é o mesmo para todos os copos em queda livre 2.OBJETIVO A realização dessa atividade permitiu formulação de gráficos ligados ao movimento de queda de um corpo e determinação da aceleração de queda de um corpo próximo à superfície da Terra, assim como a sua velocidade 3.MATERIAIS UTILIZADOS 01 painel vertical; 01 escala melimetrada; 02 mufas de aço de encaixe lateral; 01 esfera para aparador; 01 aparador; 01 tripé universal Delta Max com sapatas niveladoras; 01 haste longa com fixador; 01 corpo de prova esférico com pegador; 01 registrador de tempo por centelha; 01 rolo de papel termosensível; * 01 fonte de alta tensão; * 01 cabo de força; * 02 conexões elétricas para alta tensão; * 01 escala milimetrada transparente de 1000mm. 4.METODOLOGIA Foi presa uma tira de papel termosensível com aproximadamente 850mm ao corpo de prova esférico, em seguida foi introduzida a fita de papel de baixo para cima, entre a ponteira e o disco de centelha. A fita ficou centralizada no marcador, sem tocar nos alinhadores laterais, com face sencível da fita voltada para a frente. A esfera ficou suspensa pela fita de papel, foi pressionado o botão do centelhador, simultaneamente, foi solta a fita fazendo com que a esfera caisse livremente. Foi interronpido o centelhador logo que a extremidade livre da fita passou pelo marcador. A fita foi marcada com pequenos pontos com variação de espaços diferentes um dos outros, onde foi medida esse espaço, ou seja, deslocamento verticais de queda Yₐ, a partir da posição Yₒ = 0mm. Foi anotado os valores e os correspondentes instantes de tempo em uma tabela e a realização da contrução de gráficos. Através da utilização da equação horária da posição vertical no MRUV e da equação da velocidade no MRU, foi calculado a aceleração, ou seja, foi medido o valor da gravidade e a velocidade da esfera através das fórmulas : Y = Yₒ + Vₒt + e V𝙢𝙣 =Y𝙣 -Yₒ / t𝙣 - tₒ, respectivamente. 5.RESULTADOS 5.1.Dados coletados Com a equação horária da posição vertical para MRUV ,temos a equação : Y = Yₒ + Vₒt + , definimos a gravidade para as 14 medidas coletadas na primeira coluna da tabe 1 e os suas respectivas variações de tempo descristas na segunda coluna da tapela 1 : Δt = tₒ - t Neste experimento, temos: Yₒ = 0[1: Yₒ = posição inicial] Vₒ =0[2: Vₒ = velocidade inicial] a = g[3: a = gravidade] então a equação horária da posição reduz-se a : g = Com a equação da velocidade no MRU foi calculada a velocida em cada trecho do movimento dado pela equação V𝙢𝙣 =Y𝙣 -Yₒ / t𝙣 - tₒ, dado calculado na última coluna da tabela 1. Também foi medida a deslocamento (Ymm) na fita com ajuda de uma régua. 5.2.Tabela medida t (ms) t²(m/s²) Y(mm) Vm(m/s) 0 0 0 0 0,00 1 25 625 2 0,080 2 50 2500 4 0,080 3 75 5625 12 0,160 4 100 10000 19 0,190 5 125 15625 30 0,240 6 150 22500 44 0,293 7 175 30625 61 0,348 8 200 40000 80 0,400 9 225 50625 101 0,448 10 250 62500 125 0,500 11 275 75625 152 0,552 12 300 90000 181 0,603 13 325 105625 218 0,670 14 350 122500 242 0,691 Tabela 1 5.3.Gráficos 6.Conclusão Concluindo, pode-se afirmar que o valor da gravidade pode ser calculado através de qualquer experimento que envolva uma queda livre, usando até esquemas simples, como o de um aparato com uma esfera presa no topo, que o valor da aceleração gravitacional (g) será fiel ao tabelado, com uma taxa de erro relativamente pequena em relação a ele. Neste relatório, apresentamos conforme aula prática o estudo/conceito sobre queda livre. Com base nisso, entendemos que todos os objetos 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 e sendo a gravidade experimental oriunda do delta velocidade e utilizarmos fórmulas para encontrar o resultado final entendemos que o mesmo pode apresentar variações. Contudo, o nosso resultado final foi satisfatório, ficando dentro do esperado por ser menor que o adotado universalmente (10 m/s²). BIOGRAFIA RAMOS, Luiz Antonio Macedo. Física Experimental I. Roteiros para Experimentos de Física, 1ª Edição, P. 34-37, 2002 www.brasilescola.com>Física>mecânica ANEXOS Painel vertical Rolo de papel termosensível
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