APROXIMAÇÃO DO MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE A PARTIR DE UM MOVIMENTO DE QUEDA REAL

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APROXIMAÇÃO DO MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE A PARTIR DE UM MOVIMENTO DE QUEDA REAL

Antonio Tuffy, Bianca Lima Santos, Daniella Carmo Santana, Katariny Machado, Luan Lucas Almeida Costa, Tiago Andrade

Faculdade Independente do Nordeste - FAINOR

Avenida Luis Eduardo Magalhães, 1305 – CEP 45028-440 – Vitória da Conquista, BA
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Resumo. O presente relatório experimental tem por finalidade o estudo da aproximação do movimento de queda livre, a partir de um experimento realizado no laboratório, no qual uma bola pequena de material metálico é solta de uma superfície denominada painel vertical onde estava sendo fixada por meio de uma imã, que, ao acionar o sensor, fez com que a bola caísse em um aparador, realizando assim uma trajetória retilínea uniformemente variada (MRUV).

Foi possível observar nesse experimento a aceleração gravitacional existente no objeto entre os dois pontos, dos sensores, até atingir o objetivo final. Esse fenômeno acontece pelo fato de que ao redor da Terra atua uma região conhecida como campo gravitacional, este tem por função atrair o objeto de massa menor pra o centro, no qual acontece por meio de uma força conhecida como força gravitacional.

Palavras-chave: MRUV, Queda Livre, Aceleração Gravitacional.

1. INTRODUÇÃO

O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é um dos estudos da cinemática, onde um corpo se desloca ao longo de uma trajetória retilínea, e com uma aceleração constante, isto quer dizer que a velocidade do corpo apresenta sempre a mesma variação, a cada segundo que passa.

Queda Livre é o movimento vertical que ocorre quando um corpo de massa m é abandonado no vácuo ou em uma região onde desprezamos a resistência do ar. Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, essa aceleração é constante, chamada de aceleração gravitacional. Na queda, o módulo da velocidade do corpo aumenta, o movimento é acelerado, e, portanto, o sinal da aceleração é positivo.

Galileu Galilei realizou diversos experimentos sobre a queda livre dos corpos e chegou a algumas conclusões:

- TODOS os corpos caem com a mesma aceleração da gravidade (g) e isso é uma propriedade do espaço;

- a distância percorrida por um corpo em queda livre equivale ao quadrado do tempo levado para percorrer essa distância.  

Aceleração Gravitacional é a aceleração na qual um corpo de determinada massa fica submetido por algum outro corpo de massa extremamente maior (planeta, lua, estrela – dado o alto valor das massas desses corpos). Sendo assim, a aceleração da gravidade pode ser definida como o aumento gradativo da velocidade, a cada instante de tempo, que um corpo sofre caso estivesse em queda livre (liberado de um ponto mais alto, a partir do repouso).

Sabendo disto foi realizado um experimento para compreensão mais adequada do movimento de queda livre, abrangendo assim o Movimento retilíneo Uniformemente Variado, o MRUV, e a aceleração gravitacional.

1. METODOLOGIA

Este experimento tem como objetivo caracterizar o MRUV, mostrar a aceleração gravitacional sobre outros corpos, e entender sobre como ambos ocorrem na queda livre. Para isso foi feito um experimento em laboratório onde uma bola de material metálico é presa na ponta de um aparelho denominado painel vertical (o mesmo apresenta escala milimétrica; três mufas de aço de encaixe lateral; dois manípulos M5; um sistema de retenção com dois manípulos M3 e espera para aparador). Esse objeto é suspenso por um imã onde está conectado a um aparelho (sensor de largada), ele será desligado fazendo com que a bola caia passando pelos sensores onde será acionado, com isso dispara um cronômetro que começa a marcar o tempo em que a bola passa pelo primeiro sensor até chegar ao último sensor, este desativa o cronômetro.

Sendo assim, o objetivo é descobrir qual a aceleração da gravidade (g) da bola do primeiro sensor.

2.1        Materiais:

        No experimento realizado, foram utilizados os seguintes instrumentos:

- 01 painel vertical;

- 01 escala milimétrica;

- 1 aparador;

- 1 tripé universal Delta Max com sapatas niveladoras;

- 01 haste longa com fixador M5;

- 01 bobina com fuso M5, dois reguladores m e conexão elétrica polarizada;

- 01 corpo de prova esférico;

- 02 sensores  fotoelétricos;

- 01 espelho plano de fixação magnética;

- 01 cronômetro digital com resoluções de 1 ms, duas saídas DIN;

- 01 sensor de largada

2.2        Experimento:

        Cada página A4 deve ser configurada de modo a apresentar 2,5 cm em todas as margens do documento. Estas margens definem a área a ser impressa. Dentro desta área o texto deve ser formatado em duas colunas, com espaçamento de 0,7 cm entre elas. Por favor, não inclua moldura no texto nem numeração de páginas.

        A aparência final do trabalho deve ser a deste documento.

2.3        Especificações gerais para formatação do texto

        Na placa vertical foi colocado dois sensores, o primeiro sensor estava na marca ???? contando de cima para baixo, o segundo sensor na marca ??.

        O aparelho foi ligado, ativando o sensor, segurando uma pequena esfera metálica na extremidade do aparelho considerado como marco 0 (zero).

        O sensor de largada foi desligado, assim a esfera iniciou o processo de queda livre. Quando chegou ao primeiro sensor este foi ativado ligando um cronômetro, quando a esfera passou pelo segundo sensor o cronômetro foi desligado. Esse processo foi repetido por 5 vezes.