PRÁTICA 3 MRUV - queda livre

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA 
Prática 3: MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO
NOME: Renato Lima Braúna 
CURSO: Engenharia de Petróleo 
MATRÍCULA: 515193 
PROF.: Nildo Dias 
TURMA: 27 
HORÁRIO: 16-17 HRS 
Fortaleza, 09 de julho de 2021
1 OBJETIVOS
· Determinar o deslocamento, a velocidade e a aceleração de um móvel com movimento retilíneo uniformemente variado.
· Representar graficamente a posição, a velocidade e a aceleração em função do tempo de um movimento retilíneo uniformemente variado.
· Representar graficamente a posição em função do tempo ao quadrado de um movimento retilíneo uniformemente variado.
· Verificar a influência da massa na aceleração do movimento de queda livre.
2 MATERIAL
Link para a simulação Queda Livre:
https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre
3 FUNDAMENTOS
No lançamento de corpos, quando  largamos um determinado objeto de uma dada altura eles são atraídos para o chão devido à ação do campo gravitacional da terra que exerce atração sobre ele. A essa força chamamos gravidade, cuja aceleração é aproximadamente 9,8 m/s2
Como esse movimento é um caso especial de MRUV, e possui aceleração, podemos usar as mesmas equações do MRUV.
			1)
			2)
			3)
 
Fazendo y0=0 e v0=0 (partindo do repouso) temos: 
4)
A aceleração fica: 
		5)
Associando 5) na equação 2) temos:
		6)			=>
4–PROCEDIMENTOS
PROCEDIMENTO 1 
Para a realização dos procedimentos acesse à simulação Queda Livre: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre 
Na Figura 1 vemos a tela do simulador do experimento. Ela permite simulações de queda de até 100 cm. 
Há 3 opções de aceleração da gravidade (Terra, Lua e Marte). 
A altura da queda pode ser regulada.
O cronômetro é automático, e a precisão é de milésimo de segundos.
Podem ser escolhidas 3 opções de massas para verificação da influência da massa no tempo de queda. 
Ao final de cada procedimento deve-se clicar em “posicionar” e para iniciar cada medição “Liberar”.
Figura 1: Tela do simulador
Fonte: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre
A gravidade escolhida foi a da terra. Foram feitas as medidas de tempo de queda das alturas: 10cm, 20cm,30cm,50cm,70cm e 100cm. Determinamos o tempo de queda 3 vezes para cada posição com opção de massa de 45 gramas.
Tabela 1 - Resultados experimentais.
	N0
	y (cm)
	Medidas de t (s)
	Média de t (s)
	Quadrado de t (s2)
	v = 2y/t (m/s)
	 
	 
	0,144
	0,144
	0,021
	1,39
	1
	0,1
	0,145
	
	
	
	 
	 
	0,144
	
	
	
	 
	 
	0,201
	0,203
	0,041
	1,97
	2
	0,2
	0,203
	
	
	
	 
	 
	0,204
	
	
	
	 
	 
	0,249
	0,247
	0,061
	2,43
	3
	0,3
	0,244
	
	
	
	 
	 
	0,249
	
	
	
	 
	 
	0,319
	0,319
	0,102
	3,13
	4
	0,5
	0,323
	
	
	
	 
	 
	0,316
	
	
	
	 
	 
	0,374
	0,378
	0,143
	3,70
	5
	0,7
	0,378
	
	
	
	 
	 
	0,382
	
	
	
	 
	 
	0,452
	0,451
	0,203
	4,43
	6
	1
	0,447
	
	
	
	 
	 
	0,454
	
	
	
Tabela 2 – Análise dos resultados da Tabela 1 para o cálculo da aceleração.
	Deslocamento
	Δt (s)
	Δv (m/s)
	a = Δv/Δt (m/s2)
	y = 0 a y = 10 cm
	0,144
	1,386
	9,60
	y = 10 a y = 20 cm
	0,058
	0,588
	10,08
	y = 20 a y = 30 cm
	0,045
	0,452
	10,12
	y = 30 a y = 50 cm
	0,072
	0,706
	9,80
	y = 50 a y = 70 cm
	0,059
	0,572
	9,75
	y = 70 a y = 100 cm
	0,073
	0,731
	10,01
PROCEDIMENTO 2
Verificamos aqui a influencia da massa na aceleração do movimento de queda livre:
Tabela 3 – Influencia da massa no tempo de queda
	 
	Massa 15 g
	Massa 30 g
	Massa 45 g
	Tempo de queda em segundos para y = 100 cm
	0,449
	0,449
	0,447
	Tempo de queda em segundos para y = 50 cm
	0,323
	0,323
	0,321
Segundo dados coletados acima, aparentemente não existe influencia da massa na aceleração pois os tempos estão quase iguais para os três tipos de medidas de massa.
5 QUESTIONÁRIO
1- Trace o gráfico “y contra t” para os dados obtidos da Tabela 1 :
Grafico 1 : deslocamento em função do tempo para os dados da tabela 1
2- Trace o gráfico “y contra t2” para os dados obtidos da Tabela 1. 
Grafico 2 : deslocamento em função do tempo ao quadrado para os dados da tabela 1
3- O que representa o coeficiente angular do gráfico “y contra t”? Justifique. 
	
A velocidade média que será representa pela derivada em um determinado ponto da curva, como o gráfico é uma parábola a forma de achar o coeficiente angular é derivar a função em casa ponto do experimento para achar a inclinação da reta tangente a este.
4- O que representa o coeficiente angular do gráfico y contra t2? Justifique. 
5- Trace o gráfico da velocidade em função do tempo com os dados da Tabela 1. 
Grafico 3 : velociodade em função do tempo para os dados da tabela 1
6- Trace o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da Tabela 2. 
Grafico 4 : aceleração em função do tempo para os dados da tabela 2
7- Determine a aceleração: 
(a) pelo gráfico y contra t2 ; 
A = 2Y/T² Escolhendo um dos pontos temos: A = 2x0,3/ 0,021= 9,60 m/s²
(b) pelo gráfico v contra t.
𝐴𝑚 = (1,97 – 1,39) /(0,203-0,144) = 10,08 m/s2
8- Determine a função que relaciona a altura da queda e o tempo de queda (f = y(t)). 
Y = gt2 / 2 
Por meio da equação mostrada acima, podemos observar que Altura e o tempo de queda são diretamente proporcionais, quanto maior a altura maior o tempo de queda e que a aceleração da gravidade é inversamente proporcional ao tempo, isto é enquanto maior a gravidade menor o tempo de queda.
9- O tempo de queda depende da massa? Justifique.
Por experimento foi constatado que não , e também na equação da questão anterior vemos que o valor de g não depende da massa.
CONCLUSÃO 
Concluimos que com a realização desse experimento que a aceleração da gravidade não depende da massa do corpo em queda, e que, se desprezarmos a resistência do ar, teremos aceleração constante em qualquer valor da mesma, já que podemos observar valores bastante próximos. Concluímos que todos os objetos em queda livre, e não sujeitos à resistência do ar, possuem a mesma aceleração porque o valor da gravidade não depende da massa do objeto.
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REFERENCIAS 
1∙ Roteiro de aulas práticas de física experimental 2021. 
2 http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20041/Ghisiane/queda_dos_corpos.htm Data e hora do acesso: 09/07/2021 ás 22:00.
a = Δv/Δt (m/s2)	0.14433333333333334	5.8333333333333369E-2	4.4666666666666674E-2	7.1999999999999981E-2	5.8666666666666659E-2	7.3000000000000079E-2	9.60056323304301	10.080050009550432	10.123697020642284	9.8006666329036136	9.753062988971136	10.012138311503483