RELATÓRIO PRÁTICO - QUEDA LIVRE

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RELATÓRIO PRÁTICO: 
QUEDA LIVRE 
 
RESUMO 
Quando um corpo é abandonado no vácuo ou numa região que é desprezada a resistência do ar, ele adquire 
uma velocidade inicial nula e uma força gravitacional praticamente constante. Esse movimento é 
denominado de queda livre e tem características de um movimento uniformemente variado. No experimento 
em questão, examina o intervalo de tempo que a esfera percorre passando por cada sensor até chegar ao 
aparador, no qual possui uma velocidade inicial nula. Apresentando essas características consta-se que o 
movimento em análise possui uma aceleração similar a aceleração gravitacional. Com o desenvolvimento 
do experimento no laboratório que tem como objetivo comprovar essa característica, foi possível analisar 
juntamente com as equações horárias do movimento em estudo, que quando a esfera está em queda livre e 
não sofre nenhuma interferência do ar, a mesma adquire aceleração constante dentro da tolerância de 5% 
permitido. 
 
INTRODUÇÃO 
Dentre os diversos movimentos que podemos observar na natureza, sempre houve 
interesse no estudo do movimento de queda livre dos corpos. Ao abandonarmos um corpo de certa 
altura (Y) podemos notar que sua velocidade aumenta em função do tempo, a partir de uma 
velocidade inicial igual a zero, sendo, portanto, um movimento acelerado (OLIVEIRA; SILVA 
NETO, 2014). 
As características do movimento de queda livre foram objeto de estudo desde os tempos 
remotos. O filósofo Aristóteles, desde 300 a. C., afirmava que se duas pedras, uma mais pesada 
que a outra, fossem soltas de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo mais rapidamente. 
Essa crença perdurou durante quase dois mil anos, sem que houvesse uma investigação de sua 
veracidade através de medidas experimentais (TOQUARTO et al., 2015). 
A afirmação de Aristóteles foi aceita até por volta do século XVII, quando Galileu Galilei, 
o introdutor do método experimental na Física, reforçando a ideia de que qualquer afirmativa 
acerca das leis da física deveria estar embasada em medidas experimentais e observações 
cuidadosas, chegou à conclusão de que um corpo “leve” e um “pesado”, abandonados de uma 
 
LABORATÓRIO 
DE 
FÍSICA Valderisso Alfredo 
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mesma altura, caem simultaneamente, atingindo o chão ao mesmo instante (TOQUARTO et al., 
2015). 
A hipótese de Galilei foi comprovada experimentalmente no vácuo. Logo, um corpo está 
em queda livre quando a única força que atua nele é a força gravitacional. Não pode haver atuação 
de outras forças e não pode existir resistência do ar, ou o seu valor deve ser tão baixo que possa 
ser desprezado (SOMBRA JUNIOR, 2015). 
Quando um corpo se encontra em queda livre na proximidade da superfície terrestre, a 
força gravitacional que nele atua é praticamente constante. Como consequência, o corpo tem uma 
aceleração constante para o centro da Terra. Esta aceleração é geralmente representada pelo 
símbolo g. Dessa forma, esse movimento pode ser descrito pela equação para um movimento 
uniformemente acelerado dada por: 
𝑌 = 𝑌0 + 𝑉0 ∗ 𝑡 −
𝑔
2
∗ 𝑡2 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 Materiais utilizados na realização do experimento: 
● Chave liga-desliga; 
● Cabos de ligação; 
● Cronômetro; 
● Sensores fotoelétricos (S1, S2, S3 e S4); 
● Tripé; 
● Fita métrica; 
● Eletroíma; 
● Esfera (ᴓ20mm); 
● Presilha; 
● Aparador. 
Procedimento: 
Primeiramente, instalou-se a chave liga-desliga (START) no cronômetro com um cabo 
de ligação apropriado. Em seguida, conectou-se os quatros sensores fotoelétricos no cronômetro, 
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cada um plugado de acordo com sua a ordem (S1, S2, S3, S4) e distância, o primeiro posicionado 
em 0,14 m na fita métrica e outros distantes entre si 0,14 m. 
Posteriormente, foi ligado o eletroímã à tensão variável deixando em encadeamento com 
a chave liga-desliga. Após, regulasse a tensão elétrica para que a esfera fique na iminência de cair. 
Logo, o cronômetro foi ativado, zerado e a função F2 foi selecionada. 
Em seguida, desligou-se a chave liga-desliga com cuidado e rapidez para que quando o 
eletroímã liberar a esfera não ocorra nenhum problema que modifique seu deslocamento. Repete-
se esse procedimento três vezes e anota-se os valores de intervalo de tempo de acordo com a 
medição no cronômetro, com o intuito de que seja utilizado o valor médio para que seja disposto 
em uma tabela abaixo. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Inicialmente foram realizadas três repetições do experimento com a esfera metálica e 
anotados os valores de tempo para cada repetição, como são apresentados na Tabela 1 abaixo. 
Tabela 1: Tempo em segundos para cada repetição do experimento. 
Nº Sensor 1 (s) Sensor 2 (s) Sensor 3 (s) Sensor 4 (s) 
1 0,175 0,244 0,298 0,345 
2 0,174 0,244 0,275 0,345 
3 0,174 0,244 0,298 0,345 
Fonte: Elaborado pelos autores (2019). 
 Dentre as três repetições escolheu-se os valores de tempo da terceira, por alguns valores 
repetirem-se pelo menos em uma das demais repetições. Com eles e as posições dos sensores em 
metros foi possível elaborar a Tabela 2. 
Tabela 2: Cálculo da aceleração da gravidade. 
Nº Y0 (m) Y(m) ΔY(m) t (s) g (m/s2) 
1 0 0,14 0,14 0,174 9,248 
2 0 0,28 0,28 0,244 9,406 
3 0 0,42 0,42 0,298 9,459 
4 0 0,56 0,56 0,345 9,410 
Média 9,381 
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 Em seguida foi feito o cálculo da velocidade final de cada percurso usando a Equação (1): 
V= V0+ a*t, e obteve-se a Tabela 3. 
Tabela 3: Cálculo da velocidade final. 
T (s) g (m/s2) V0 (m/s) V (m/s) 
0,174 9,248 0 1,609 
0,244 9,406 0 2,295 
0,298 9,459 0 2,819 
0,345 9,410 0 3,246 
 Utilizando a média e os valores de aceleração da gravidade presentes na Tabela 2 foi feito 
o cálculo do desvio usando a Equação (2): 
𝐷 =
|𝑔𝑚𝑒𝑑 − 𝑔|
𝑔𝑚𝑒𝑑
∗ 100% 
 Foram obtidos os seguintes desvios: 
Tabela 4: Valores do cálculo de desvio 
Nº Desvio 
1 1,418 % 
2 0,266 % 
3 0,831 % 
4 0,309 % 
Como pode ser observado na Tabela 4, o maior valor de desvio foi de 1,418%, dessa 
forma, considerando uma tolerância de desvio de 5%, podemos afirmar que a aceleração da 
gravidade permaneceu constante. 
Para a construção dos gráficos, foi calculada inicialmente a escala (dividindo o 
comprimento útil pelo valor máximo do eixo). Obtive-se os seguintes valores: 
Gráfico Y= f(t): 
Escala: Eixo X= 72,46 
 Eixo Y= 26,78 
Gráfico Y= f(t2): 
Escala: Eixo X= 210,08 
 Eixo Y= 26,78 
 
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Tabela 5 – Dados de construção do gráfico Y= f(t). 
Eixo X Eixo Y 
t (s) Posição no eixo (cm) Y (m) Posição no eixo (cm) 
0 0 0 0 
0,174 12,6 0,14 3,8 
0,244 17,7 0,28 7,5 
0,298 21,6 0,42 11,2 
0,345 25,0 0,56 15,0 
Fonte: Autor (2019). 
 
Tabela 6 – Dados de construção do gráfico Y= f(t2). 
Eixo X Eixo Y 
t2 (s2) Posição no eixo (cm) Y (m) Posição no eixo (cm) 
0 0 0 0 
0,030 6,3 0,14 3,8 
0,060 12,6 0,28 7,5 
0,089 18,7 0,42 11,2 
0,119 25,0 0,56 15,0 
(P1) 0,020 4,20 (P1) 0,09 2,40 
(P2) 0,095 20,0 (P2) 0,45 12,0 
Fonte: Autor (2019). 
Com uso de uma calculadora científica foram calculados os coeficientes angular e linear 
do gráfico, obtendo os seguintes valores: 
• Coeficiente Angular (a) = 4,714 
• Coeficiente Linear (b) = -0,0009 
Se observarmos gráfico das grandezas deslocamento e intervalo de tempo ao quadrado 
veremos que elas são diretamente proporcionais. Para os valores obtidos, considerando a 
tolerância de 5%, percebemos que o coeficiente linear é aproximadamente zero e o coeficiente 
angular é aproximadamente metade da aceleração da gravidade. Com isso, obtivemos a equação 
da reta e a equação horária do movimento: 
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• Equação da reta: Y= 4,714X – 0,0009 
• Equação horária do movimento: Y= 
1
2
∗ 𝑔 ∗ 𝑡2 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Portanto, de acordo com os resultados obtidos em laboratório e considerando uma 
tolerância de 5%, podemosafirmar que a aceleração da gravidade da esfera permaneceu constante 
durante sua queda, confirmado assim, o movimento de queda livre de um corpo qualquer. 
 
REFERÊNCIAS 
OLIVEIRA, O. F.; SILVA NETO, P. C. Queda Livre. 2014. Disponível em: 
<https://www.trabalhosgratuitos.com/Sociais-Aplicadas/Servi%C3%A7o-Social/Queda-
Livre-473161.html>. Acesso em: 13 Maio 2019. 
SOMBRA JÚNIOR, J. M. Novas Abordagens para o Ensino de Física no Ensino Médio: 
Construção de Projetos Experimentais com Materiais de Baixo Custo. Dissertação 
(Mestrado Profissional de Ensino de Física) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido, 
Mossoró, 2015. 
TOQUARTO, C.; COSTA, C. A.; ROCHA, E.; SILVA, E.; BORGES, N.; CÂNDIDO, W. Queda 
Livre – Determinação da Aceleração da Gravidade. 2015. Disponível em: 
<https://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Roteiro-Experimental-Queda-Livre-Unip-
2/70465012.html >. Acesso em: 13 Maio 2019.