Queda livre

Prévia do material em texto

Queda livre
Kamyla Oliveira da Silva
Departamento de tecnologia
Universidade Estadual de Maringá
CEP 87506-370– Umuarama – PR - Brasil
e-mail: mylalong62@gmail.com
Neste experimento, visa explicar o movimento de queda livre de dois corpos, partindo do repouso e desprezando a resistência do ar, está sujeito, apenas à gravidade, quando abandonamos um corpo de uma certa altura, verificou-se que ao cair sua velocidade aumenta. Verifica-se que dois corpos com massas diferentes abandonados de uma mesma altura juntos, notasse que o mais pesado chega antes ao solo, mas se o experimento for refeito no vácuo, ambas alcançarão o chão ao mesmo tempo. 
Introdução
A Queda Livre é um movimento uniformemente acelerado e faz com que qualquer objeto influenciado pela aceleração da gravidade se movimente.
O movimento vertical de qualquer corpo que se move nas proximidades da superfície da Terra, sob a influência unicamente da sua força peso, é chamado movimento de queda livre. Todos os objetos, independentemente da sua massa, densidade ou forma, quando em queda livre, caem com a mesma aceleração g, a aceleração da gravidade, na medida em que a resistência do ar possa ser desprezada. Com isso, definimos que a aceleração da gravidade é g = 9,8 m/s².
Quando um objeto cai de uma certa altura, seu deslocamento y até o nível do solo é dado por:
 
 (eq.1)
Para calcular o valor de g utilizamos a seguinte fórmula:
 
 (eq.2)
Para calcular o erro percentual utilizamos a seguinte fórmula:
 
 (eq.3)
Procedimento experimental
Neste experimento utilizamos os seguintes materiais:
-timer, acessório tempo de vôo, disparador, eletroímã, caixa de controle, fontes de alimentação e duas bolas.
Para a montagem do suporte foi posicionado o eletroímã no suporte de parede a uma altura y, foi conectado o cabo de comunicação entre o eletroímã e a caixa de controle, conectamos a fonte de alimentação à caixa de controle, conectou-se o disparador à caixa de controle ao canal 1 do timer, e o acessório tempo de vôo ao canal 2, posicionou-se o acessório de vôo diretamente abaixo do eletroímã e prendemos a bola de maior massa na base do mesmo. Para cada bola foi medido o diâmetro, a massa e a altura (sendo a altura da bola até o acessório tempo de vôo), bola 1-menor; bola 2-maior.
Com a bola presa ao eletroímã, uma pessoa da equipe ficou responsável por soltar a bola com o disparador e no momento que a bola tocava no acessório tempo de vôo, o timer apresentava o tempo de queda, este processo foi repetido cinco vezes para cada bola.
Logo após, foi feito a média dos tempos para assim ser possível o cálculo da aceleração da gravidade e o erro percentual, (em que o valor teórico é 980 m/ ).
Tabela 1: medida do diâmetro, massa, altura e tempo de cada bola.
	
	Diâmetro
(m)
	Massa
(kg)
	Altura
(m)
	Tempo1
(s)
	Tempo2
(s)
	Tempo3
(s)
	Tempo4
(s)
	Tempo5
(s)
	Bola1 
	9,5.
	4,11.
	1,056
	4,769.
	4,764.
	4,773.
	4,770.
	4,774.
	Bola2
	2,2.
	1,02.
	1,024
	5,021.
	4,988.
	4,980.
	5,014.
	5,069.
	
	Média dos tempos
(s)
	g (cm/ )
	E(%)
	Bola 1
	4,77.
	9,28
	5,4
	Bola 2
	5,0.
	8,19
	16.51
Tabela 2: medida dos tempos em alturas diferentes para a bola 2 (maior).
	Altura (cm)
	Tempo 1(s)
	Tempo 2(s)
	Tempo 3(s)
	Tempo 4(s)
	Tempo 5(s)
	=1,056
	4,769.
	4,764.
	4,773.
	4,770.
	4,774.
	=8,06.
	3,429.
	3,431.
	3,427.
	3,461.
	3,444.
	=5,56.
	2,527.
	2,504.
	2,495.
	2,543.
	2,513.
	=3,06.
	1,292.
	1,199.
	1,321.
	1,400.
	1,337.
	
	Média dos tempos
(s)
	g (cm/ )
	E(%)
	=1,056
	4,77.
	9,28
	5,4
	=8,06.
	3,43.
	9,50
	3,1
	=5,56.
	2,51.
	17,65
	-79,9
	=3,06.
	1,30.
	36,21
	-269,1
Resultados e Discuções 
Como mostra na tabela 1, a bola 2 (maior) levou mais tempo para cair do que a bola 1(menor).
Na tabela 2, mostra que a aceleração da gravidade não foi a mesma para todas as alturas, isso ocorreu por causa do erro do instrumento que media o tempo, que não foi calibrado corretamente.
Com os resultados que obtivemos nas tabelas, fizemos um gráfico de espaço, altura, por tempo, segundos, que representa a queda das bolas.
	
Conclusão
Mesmo que utilizamos aparelhos para medir o tempo, encontramos erro na medição, e este erro se reflete nos cálculos, como nesse experimento devido ao erro do instrumento, acabou interferindo no cálculo da aceleração da gravidade. 
Referências
1. Luis Felipe Cordeiro ADAMOSKI, Diógennes Kael Schereder LESSA, Ricardo Alexandre Kosow de LIMA.
2. SANTOS, Marco Aurélio da Silva. Lançamento Vertical e Queda Livre.