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LABORATÓRIO DE FÍSICA QUEDA LIVRE Aluno: Jéssica da Cruz da Anunciação Curso: Engenharia Elétrica Matéria: Laboratorio de matematica e fisica Atividade 1: Queda Livre AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ENSAIANDO A PRIMEIRA ESFERA DADOS: Peso: 7g Diametro: 12 mm Posição do sensor +diametro da esfera (mm) Tempo médio (s) Tempo médio2 (s2) 112 0,1416338 0,0200601 212 0,20097556 0,0403391 312 0,24706234 0,0610397 412 0,28534456 0,0814215 512 0,319135326 0,1018473 1. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio” e observe a relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc.] A função que mais se descreve essa relação é a função quadratica. 2. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio ao quadrado” e observe a relação entre as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação? Exemplos: função linear, quadrática, cúbica etc. A função que melhor descreveria esta relação é a função linear. 3. Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença entre eles? Se sim, qual o motivo desta diferença? Sim, há diferença entre os dois gráficos construídos. No primeiro, observa -se que conforme a esfera vai descendo pelo plano inclinado ela vai ganhando velocidade, e consequentemente o tempo de passagem entre os intervalos vai diminuindo, o que constrói um gráfico com leve curvatura. Por outro lado, o segundo gráfico dá a entender que conforme a esfera desce pelo plano o tempo que ela leva entre os intervalos das marcações é o mesmo, mantendo a velocidade teoricamente constante, desenhando um gráfico em linha reta. Isso foi possível porque ao utilizar a variável tempo ao quadrado ocorre a linearização do gráfico. 2ℎ 𝑔 = 𝑡2 (5) 4. Utilize a equação (5) do resumo teórico para calcular o valor da aceleração da gravidade em cada ponto e complete a tabela que você fez anteriormente. Em seguida compare os valores encontrados. Posição do sensor +diametro da esfera (mm) Tempo médio (s) Tempo médio2 (s2) g (m/s2) 112 0,1416338 0,0200601 11,166 212 0,20097556 0,0403391 10,510 312 0,24706234 0,0610397 10,222 412 0,28534456 0,0814215 10,120 512 0,319135326 0,1018473 10,054 LABORATÓRIO DE FÍSICA QUEDA LIVRE 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 5. Em seguida compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores encontrados? Se sim, o que você acha que proporcionou essa diferença? Os valores encontrados para a aceleraçaõ são proximos entre si. E proximos do valor real da gravidade que é g= 9,8 m/s2 . O que deve ter dado a diferença de valores é que o posicionamento do sensor é feito de forma manoal o que leva a menor precisão. Alem disso nada foi mensionado em haver vácuo no ambiente, o que tambem altera os resusltados do experimento em queda livre. 6. Utilize a equação (4) do resumo teórico para calcular o valor da velocidade instantânea em cada ponto e complete a tabela. 𝑣 = 𝑔. 𝑡 (4) Posição do sensor +diametro da esfera (mm) Tempo médio (s) Tempo médio2 (s2) g (m/s2) V (m/s) 112 0,1416338 0,0200601 11,166 1,581 212 0,20097556 0,0403391 10,510 2,112 312 0,24706234 0,0610397 10,222 2,525 412 0,28534456 0,0814215 10,120 2,887 512 0,319135326 0,1018473 10,054 3,208 7. Construa o gráfico da “Velocidade x Tempo”. Qual o comportamento da velocidade? ENSAIANDO A SEGUNDA ESFERA 1. Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores encontrados? Explique-a. Diametro da esfera maior: 24 mm Peso da esfera maior: 57g Posição do sensor + diametro da esfera (mm) Esfera menor g (m/s2) Esfera maior g (m/s2) 100 + diametro da esfera (mm) 11,166 12,368 200 + diametro da esfera (mm) 10,510 10,996 300 + diametro da esfera (mm) 10,222 10,623 400 + diametro da esfera (mm) 10,120 10,396 500 + diametro da esfera (mm) 10,054 10,301 Houve sim diferença entre os valores encontrados para a aceleração da gravidade, porém essa diferença não é grande e advém d e imprecisões ocorridas ao longo do experimento, por se tratar de algo feito manualmente via computador. Além disso, conforme já mencionado, nada foi dito sobre haver vácuo no ambiente do experimento, o que acarreta em alterações nos valores de aceleração em função da resistência do ar. Entende -se, porém, que em condições ideais o valor da aceleração é constante (sendo esse o valor da gravidade), o que acarretaria uma variação constante no valor da Velocidade, uma vez que o peso do corpo não interfere em casos de queda livre. 2. Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade varia igualmente para as duas esferas? 3. Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado! O tempo de queda entre as duas esferas são praticamente o mesmo, o que corrobora o fato de que o peso do corpo não interferir nos casos de queda livre, uma vez que em condições ideais, depende apenas da aceleração da gravidade. 4. Com base nos resultados obtidos e nos seus conhecimentos, como seria o comportamento do tempo se o experimento fosse realizado com uma esfera ainda menor do que as que você utilizou no experimento? Considerando que o experimento fosse realizado em condições ideais e com menos possibilidades de imprecisões, entende -se que a partir da queda da livre de uma esfera menor os resultados seriam bem próximos (até mesmo iguais) aos obtido com uma esfera de Ø 12mm, Ø 24mm ou seja qual for seu diâmetro (todos em condições ideais). Valores Y 0 2.0060100000000001E-2 4.0339100000000003E-2 6.1039700000000002E-2 8.1421499999999994E-2 0.1018473 0 112 212 312 412 512 Tempo2 (s2) X Posiçaõ do sensor (mm) Y Velocidade x Tempo Valores Y 0.1416338 0.20097556 0.24706233999999999 0.28534456000000002 0.319135326 1.58 1 2.1120000000000001 2.5249999999999999 2.887 3.2080000000000002 Tempo (s) Velocidade (m/s) Velocidade x Tempo Esfera Menor 0.1416 0.2009 0.247 0.28549999999999998 0.3190 0000000000001 1.581 2.1120000000000001 2.5249999999999999 2.887 3.2080000000000002 Esfera Maior 0.1416 0.2009 0.247 0.28549999999999998 0.31900000000000001 1.8049999999999999 2.2193999999999998 2.6230000000000002 2.9689999999999999 3.2850000000000001 Colunas1 0.1416 0.2009 0.247 0.28549999999999998 0.31900000000000001 Tempo médio (s) Velocidade média (m/s) Posição do sensor x Tempo médio Valores Y 0.1416338 0.20097556 0.24706233999999999 0.28534456000000002 0.319135326 0 112 212 312 412 512 Tempo (s) X Posiçaõ do sensor (mm) Y 7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br
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