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Relatório Queda Livre

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DO SALVADOR – UCSAL 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
BACHARELADO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FÍSICA EXPERIMENTAL I 
MATUTINO 
 
 
 
Amanda Carmo Santos 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DO VALOR DA ACELERAÇÃO DA 
GRAVIDADE (“G”) ATRAVÉS DO MOVIMENTO EM QUEDA 
LIVRE 
 
(Experimento 3) 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2021 
1 INTRODUÇÃO 
O presente relatório tem como objetivo realizar a prática do estudo do 
movimento de um corpo em queda livre, associando o tema do conteúdo 
presente na disciplina de Física Teórica I, com o auxílio de um vídeo de curso. 
Será determinado o valor da aceleração da gravidade local através de análises 
do seu deslocamento. Dessa forma, os resultados encontrados estão dispostos 
em tabelas e gráfico para interpretação, juntamente com as fórmulas utilizadas 
para todos os cálculos presentes. 
No que se refere ao movimento vertical, está definido como 
Movimento unidimensional no qual se desconsidera o atrito com 
o ar. Esse tipo de movimento ocorre quando um corpo é lançado 
na direção vertical e para cima. O movimento descrito pelo 
projétil é retardado pela aceleração da gravidade até que ele 
atinja a sua altura máxima. (HELERBROCK, 2007). 
A queda livre é um movimento onde os corpos que são abandonados com 
certa altura são acelerados pela gravidade em direção ao solo, sua 
caracterização se dá por 
Desconsidera-se o efeito da resistência do ar, por isso, nesse 
tipo de movimento, o tempo de queda dos objetos não depende 
de sua massa ou de seu tamanho, mas somente da altura em 
que foram soltos e do módulo da aceleração da gravidade no 
local. A queda livre é um movimento uniformemente acelerado e 
unidimensional, cuja aceleração é a aceleração da gravidade. 
(HELERBROCK, 2007) 
Através do experimento realizado por Galileu Galilei, pode-se concluir que 
Em seus estudos experimentais sobre o movimento dos corpos, 
Galileu mostrou que objetos de massas diferentes caem a partir 
do repouso com a mesma aceleração, ou seja, mantendo a 
mesma taxa de variação da velocidade em função do tempo. Em 
decorrência disso, a todo instante de tempo as suas velocidades 
são iguais. Ou seja, esses corpos percorrem distâncias iguais 
em intervalos de tempo iguais. Essa aceleração é denominada 
de “aceleração da gravidade”. (MONERAT, 2011). 
O procedimento experimental consta em determinar a aceleração da 
gravidade. Para isso, a régua servirá como base, suportando a esfera metálica. 
Após isso, aciona-se a chave, desligando o eletroímã, fazendo a esfera cair e 
iniciando o cronômetro. O cronômetro será parado após a passagem pelo 
sensor, que será o tempo obtido com a altura na qual a esfera foi lançada. 
Os materiais utilizados são: 
• Régua; 
• Cronômetro; 
• Chave; 
• Eletroímã; 
• Sensor; 
• Esfera metálica. 
 
2 RESULTADOS E ANÁLISES 
O vídeo “Experimento queda livre” é uma aula prática que tem como 
objetivo determinar a aceleração da gravidade. Inicialmente, o professor 
apresenta os materiais que serão utilizados, em seguida explica como será 
realizada, e começa com a primeira cronometragem até as próximas. 
Figura 1 – Experimento queda livre, [5:00] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=MBzjP2gS6Y8 
 
A régua está situada verticalmente, sendo a base. Liga-se a chave no 
eletroímã, e o conecta na esfera metálica. Ao desligar a chave, o eletroímã será 
desligado, fazendo a esfera cair e o cronômetro será acionado, iniciando a 
contagem. Após a esfera passar pelo sensor, o cronômetro irá parar, logo, o dado 
obtido no cronômetro é o tempo levado pela esfera para cair da altura inicial da 
régua. 
Figura 2 – Experimento queda livre, [5:00] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=MBzjP2gS6Y8 
 
Figura 3 – Experimento queda livre, [5:00] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=MBzjP2gS6Y8 
 
A primeira altura, que é a inicial, é de 20cm. Posteriormente, será repetido 
o experimento para alturas distintas, alturas maiores do que as anteriores, 
obtendo assim, tempos maiores. Portanto, o tempo registrado no cronômetro 
para a altura inicial é de 0,202 segundos. Serão registrados, ao todo, cinco 
medidas, as seguintes serão: 30, 40, 50 e 60cm. Obtendo o tempo de 0,249; 
0,288; 0,322 e 0,352s, respectivamente. Pode-se perceber que, quanto maior é 
altura, maior é o tempo, embora seja imperceptível. Para cada altura e tempo 
correspondente, calcula-se o valor da aceleração da gravidade (tabela 1). 
Para o cálculo do deslocamento em função do tempo, utiliza-se: 𝑆 = 𝑆𝑜 +
𝑣. 𝑡, como neste caso a posição inicial é zero, temos que: 𝑆 = 𝑣. 𝑡. Para 
calcularmos a velocidade em função do tempo, recomenda-se utilizar a fórmula 
da velocidade média, 𝑣 = 
ΔS
Δt
. Para a gravidade em função do tempo, temos: 
𝑆 = 𝑆𝑜 + 𝑣𝑜. 𝑡 + 
𝑔.𝑡²
2
, dessa forma, tendo que a velocidade inicial também é 
zero, então 𝑆 =
𝑔.𝑡²
2
 ∴ 𝑔 =
2𝑆
𝑡²
 . 
 
Tabela 1 – Quadro resumo da aceleração da gravidade. 
Nº So(m) S(m) ΔS(m) t(s) v(m/s) g(m/s²) 
1 0 0,200 0,200 0,202 0,990 9,803 
2 0 0,300 0,300 0,249 1,205 9,677 
3 0 0,400 0,400 0,288 1,389 9,645 
4 0 0,500 0,500 0,322 1,553 9,645 
5 0 0,600 0,600 0,352 1,704 9,685 
Fonte: Autor 
 
Gráfico 1 – Representação das variações da Posição e do Tempo. 
 
Fonte: Autor 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
P
o
si
çã
o
 (
m
)
Tempo (s)
Posição x Tempo
Tabela 2 – Quadro desvio relativo percentual 
Nº g(m/s²) Desvio relativo (%) 
1 9,803 0,201 
2 9,677 1,086 
3 9,645 1,414 
4 9,645 1,414 
5 9,685 1,005 
Fonte: Autor 
De acordo com os resultados, pode-se perceber que, com o aumento do 
ΔS, a gravidade vai diminuindo, ou seja, a gravidade varia de acordo com a 
altitude e o local onde foi realizado o experimento. Diante disso, os desvios 
relativos a partir da segunda amostra ficaram maiores do que o desvio da 
primeira amostra, pois os valores da gravidade se mostraram menores do que o 
valor real. A fonte de erro se dá pela falta de calibração do instrumento, tempo 
para acionar e/ou parar o equipamento e a percepção em observar o objeto 
caindo até cronometrar seu tempo de queda. 
O valor médio aritmético representativo para a aceleração da gravidade 
local é de 9,691m/s², e seu desvio relativo é 0,943%. Esses resultados possuem 
a mesma fonte de erro citada no parágrafo anterior, pelo fato de ser a média 
daqueles valores. 
 
3 PESQUISA 
a) O vídeo “Experimento queda livre” apresentado pelo grupo de alunos é 
iniciado com a definição de queda livre e suas características. Os alunos 
fizeram uma prática, onde lançaram uma bola do alto do quadro, com 
altura de 2,03m, por cinco vezes, obtendo o tempo de 0,80; 0,81; 0,76; 
0,69 e 0,82 segundos, respectivamente, e com tempo médio de 0,76s, e 
a velocidade de 6,3m/s. 
 
 
 
Figura 4 – Experimento de queda livre, [7:01] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=82tUK9FwSwg 
 
Ao decorrer do vídeo, é abordado sobre a representação do movimento 
vertical e a explicação da prática realizada, mostrando a medição da altura inicial. 
A aluna apresenta um exemplo de onde pode-se utilizar a queda livre, que é na 
prática de um esporte radical, ao saltar de bungee jumping. 
Figura 5 – Experimento de queda livre, [7:01] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=82tUK9FwSwg 
 
Por fim, finalizam a apresentação com a conclusão que tiveram sobre o 
assunto e a importância de terem realizado a prática para ajudar no 
entendimento do tema. 
 
 
 
 
Figura 6 – Experimento de queda livre, [7:01] 
 
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=82tUK9FwSwg 
b) Pontos fortes: vídeo rápido e direto; experimento com materiais de fácil 
aquisição; conceituaram o assunto antes de ir para a prática; explicaram 
a fórmula e conseguiram abordar o assunto de maneira explicativa. 
Pontos fracos: o vídeo não possui bom áudio, o que impossibilita de 
entender o que é dito em algumas