A MECÂNICA QUEDA DOS CORPOS

CAMPANHA NACIONAL DE ESCOLAS DA COMUNIDADE

FACULDADE CNEC GRAVATAÍ

FÍSICA I

Marcos Soares

16000003907

MECÂNICA – QUEDA DOS CORPOS

O movimento de queda livre com corpo de prova de

10(dez) intervalos iguais e 10(dez) intervalos diferentes.

Gravataí - RS

Quarta-feira, 20 de Março de 2019.

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RESUMO

O relatório reproduz as diversas medições realizadas em um experimento de queda livre de um corpo de prova, com dez bloqueios iguais, e com dez bloqueis diferentes, realizadas através de um multicronômetro digital ligado a um sensor fotoelétrico.

Este levantamento de dados, em aula pratica no laboratório, servem de base para construção de gráficos, para que se possa fazer análises do comportamento físico, e das relações do movimento retilíneo uniformemente variado e queda livre.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        1

2. OBJETIVOS        1

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS        1

4. MATERIAIS E MÉTODOS        2

4.1 MATERIAIS NECESSÁRIOS        2

4.2 PRÉ-REQUISITOS        2

4.3 MONTAGEM        3

5.  RESULTADOS E DISCUSSÕES        3

5.1 CORPO DE PROVA COM 10(DEZ) DISTANCIAS IGUAIS.        3

5.2 CORPO DE PROVA COM 10(DEZ) DISTANCIAS DIFERENTES.        6

6. CONCLUSÕES        8

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        8

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1. INTRODUÇÃO

Se não houvesse a resistência do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados de uma certa altura, nas proximidades da superfície da Terra, levariam o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento é conhecido como queda livre.

A Queda livre é um dos vários movimentos que podemos observar na natureza. Ele é um movimento que tem uma velocidade crescente, ou seja, possui aceleração. Sendo assim, ao liberar um objeto de uma altura, observa-se que sua velocidade cresce ao passar do tempo.

No movimento de queda livre, a trajetória é retilínea e a aceleração constante. Trata-se, portanto de um movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA).

2. OBJETIVOS

Ao término desta atividade o aluno deverá ter competência para:

• Caracterizar o MRUA;
• Comparar o MRUA com o movimento ideal denominado queda livre (QL);
• Reconhecer que o movimento ideal de queda livre é um caso particular do MRUA;
• Utilizar conhecimentos da equação horária do movimento de queda livre y=yₒ+vₒt+(1/2) gt² para determinar a posição ocupada por um móvel em relação ao tempo;
• Traçar os diferentes gráficos das variáveis do movimento de queda livre e os interpretar corretamente;
• Utilizar os conhecimentos adquiridos, identificando, formulando, equacionando e resolvendo problemas que possam acontecer na vida prática, relativos a queda livre de um corpo.

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

O experimento nos apresenta no início, que o móvel executou um movimento retilíneo com velocidade variando.

Sempre que, pelo menos, uma das características do vetor velocidade variar (módulo, direção e/ou no sentido), se pode afirmar que o movimento é acelerado.

A aceleração “a” é definida pela expressão:  a = ∆v / ∆t

A aceleração é a grandeza física que nos informa o quanto varia a velocidade na unidade tempo. O movimento especial denominado “queda livre” é realizado no vácuo e admite um aceleração “g” constante, no experimento realizado foi real e ocorreu num meio com resistência oferecida pelo ar.

O valor médio da gravidade “tabelado” é de 9,81 m/s².

O movimento de queda livre é o exemplo mais notável de movimento retilíneo uniformemente acelerado. Como o movimento de queda livre ocorre ao longo da direção vertical y, é conveniente reescrever as equações, trocando x por y.

vy = vy0 + ayt   |   y = y0 + vy0t + 1/2ayt2

Assumindo a orientação do eixo vertical y de cima para baixo, isto é, a mesma orientação do vetor aceleração da gravidade g, então, substituindo ay por g nas equações, obtém-se as seguintes equações para o movimento de queda livre:

vy = vy0 + gt   |   y = y0 + vy0t + 1/2gt2

Observação: Na realidade a aceleração da gravidade varia de lugar para lugar (posição geográfica), depende da distribuição da massa interna do planeta que não é uniforme, possuindo regiões com densidade bem diferentes, etc.

O sistema de unidades adotado neste trabalho é o Sistema Internacional de Unidades (SI), sendo utilizado apenas as três grandezas fundamentais, figura 1.

[pic 1]

Figura 1 – Unidades de Três Grandezas Fundamentais do SI.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 MATERIAIS NECESSÁRIOS

• (01) painel com escala milimetrada, mufas e manípulos M5;
• (01) saco aparador com anel metálico;
• (01) sensor fotoelétrico com conexão miniDIN-miniDIN, manípulo fixador M5;
• (01) corpo de prova com 10(dez) bloqueios iguais;
• (01) corpo de prova com 10(dez) bloqueios diferentes;
• (01) multicronômetro digital microcontrolado de múltiplas funções e rolagem de   dados, resolução 0,00001 s; faixa de leitura 1 ms a 99,99999 s;
• (01) fonte de alimentação entrada automática 100 a 240 VCA, 50/60 Hz, 5 W, e saída 5 VCC / 1 A;
• (01) cabo miniDIN-miniDIN.

[pic 2]

Figura 2 - Conjunto para queda de corpos, multicronômetro, rolagem e sensor. (Modelo: EQ235B)

4.2 PRÉ-REQUISITOS

Ter conhecimento do MRUA e suas equações.

4.3 MONTAGEM

Execute a montagem conforme as instruções:

• Configure o multicronômetro com a função F3;
• Posicione o corpo de prova nos suportes alinhadores paralelos de largada. Regule a altura do sensor de forma que a primeira mascara esteja no limiar da sombra.
• Regule o pino de retenção móvel com pegador em silicone para que sua extremidade fique rente ao orifício do suporte
• Para efetivar a queda puxe rapidamente o pino de retenção.

O corpo de prova possui 10(dez) medidas, com distancias iguais, informadas na tabela 1, (yₒ…y₁ₒ), para que o multicronômetro faça os registros determinados.