Determinação Experimental da Aceleração da Gravidade

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

DEPARTAMENTO DE FISÍCA

LABORATÓRIO DE FÍSICA 1 – T12

ANDERSON HENRIQUE SOUSA SANTOS

DANIELLA OLIVEIRA DOS SANTOS

FELIPE DE SOUZA RIBEIRO

KIMBERLLY BUENO LIMA SANTOS

VINICIUS VIEIRA AMORIM

DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO GRAVITACIONAL ATRAVÉS DA QUEDA LIVRE

                                        SÃO CRISTÓVÃO/SE

2023

[pic 2]

ANDERSON HENRIQUE SOUSA SANTOS

DANIELLA OLIVEIRA DOS SANTOS

FELIPE DE SOUZA RIBEIRO

KIMBERLLY BUENO LIMA SANTOS

VINICIUS VIEIRA AMORIM

DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO GRAVITACIONAL ATRAVÉS DA QUEDA LIVRE

Relatório entregue ao Prof. Javier Ernesto Gonzales Sanchez, que tem como base o experimento realizado no dia 09 de fevereiro de 2023.

                                           

SÃO CRISTÓVÃO/SE

2023

1. INTRODUÇÃO

 As propriedades dos corpos em queda livre são estudadas desde os tempos antigos. O grande filósofo Aristóteles (384-322 A.C.), acreditava que existe uma dependência entre o momento em que um objeto cai e sua massa. Essa crença persistiu por quase dois mil anos sem que sua veracidade fosse testada por medidas experimentais, cujo agravante seria a grande influência dominante do pensamento aristotélico em diversos campos de conhecimento.

No entanto, Galileu Galilei (1564-1642 D.C.), que é considerado o fundador do método experimental na física, reforçou a ideia de que qualquer declaração de leis físicas deve ser baseada em medições experimentais e observações cuidadosas, concluindo que “leve” e “pesado”, corpos largados da mesma altura, caem simultaneamente e atingem o solo no mesmo instante.

Em outras palavras, desprezando a resistência do ar, os corpos caem com a mesma aceleração independentemente de sua massa. A queda livre de corpos perto da superfície da Terra pode ser descrita pela equação do Movimento Retilíneo Uniformemente Acelerado.

Para determinar a aceleração da gravidade em queda livre, várias equações devem ser usadas:

[pic 3]

[pic 4]

Onde h é a altura do corpo no instante t, ho é a altura no instante inicial to, v é a velocidade no instante t e vo é a velocidade no instante to.

Quando o objeto cai de uma altura ho no instante to = 0s, a velocidade inicial será também nula e as Equações 1 e 2 são simplificadas da seguinte forma:

[pic 5]

[pic 6]

1. OBJETIVOS

1.  Objetivo geral

Estudar o movimento de um corpo em Queda Livre. A partir do experimento, será determinado o valor da aceleração da gravidade local.

1.  Objetivos específicos

• Determinar a incertezas dos equipamentos e do tempo;
• Construir gráficos no software SciDAVis e aplicar o ajuste parabólico (a*x*x);
• Determinar o valor experimental da gravidade e o valor da sua incerteza através do ajuste parabólico do gráfico.

1. MONTAGEM EXPERIMENTAL

1.  Materiais

• Suporte com eletroímã;
• Cronômetro digital (σB = 0,0001s);
• Régua com marcadores (σB );
• Esfera de aço;
• Base de apoio;
• Haste de sustentação;
• Abraçadeiras;
• Fontes de tensão.

1.  Processo de tomada de dados

Para este experimento foi necessário um suporte com ímã e um cronômetro digital que marcava o tempo em que a esfera de aço passava por determinada altura. Foram tomadas como medidas a queda livre da esfera de aço que inicialmente segurada pelo eletroímã foi solta e registrada o seu tempo de queda na passagem do sensor em oito alturas diferentes e em cada altura foi lançada a esfera 5 vezes por uma pessoa diferente, a fim de comparar os tempos registrados e obter uma média para futuros cálculos.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Antes de realizar a determinação das medidas (altura e tempo de queda) com os instrumentos, determinou-se a incerteza do tipo B, σB, para cada instrumento (régua do equipamento de lançamento e cronômetro digital). No caso da régua, o valor da incerteza é de 0,001m, e no caso do cronômetro digital, 0,0001s.

Após a determinação da incerteza instrumental, realizou-se a coleta das medidas (altura da trava do equipamento de lançamento e tempo de queda da esfera de aço. Na tabela abaixo, consta os dados coletados.

	tempo(s)
	hexp(m)	σb(m)	med1	med2	med3	med4	med5	(s)[pic 7]	σa(s)	σb(s)	σt(s)	t2(s2)	σ2t(s2)
alt1	0,8	0,001	0,4224	0,4030	0,4034	0,4005	0,4078	0,4076	0,0039	0,0001	0,0039	0,1661	0,0032
alt2	0,7	0,001	0,3745	0,3789	0,3744	0,3791	0,3815	0,3777	0,0014	0,0001	0,0014	0,1426	0,0011
alt3	0,6	0,001	0,3517	0,3459	0,3548	0,3537	0,3537	0,3520	0,0016	0,0001	0,0016	0,1239	0,0011
alt4	0,5	0,001	0,3402	0,3138	0,3197	0,3386	0,3211	0,3267	0,0053	0,0001	0,0053	0,1067	0,0035
alt5	0,4	0,001	0,2847	0,2811	0,2997	0,2848	0,2890	0,2879	0,0032	0,0001	0,0032	0,0829	0,0019
alt6	0,3	0,001	0,2440	0,2473	0,2477	0,2508	0,2657	0,2511	0,0038	0,0001	0,0038	0,0631	0,0019
alt7	0,2	0,001	0,1986	0,2040	0,2135	0,2140	0,2001	0,2060	0,0033	0,0001	0,0033	0,0425	0,0013
alt8	0,1	0,001	0,1482	0,1381	0,1495	0,1375	0,1431	0,1433	0,0025	0,0001	0,0025	0,0205	0,0007

Tabela 1.  Medidas coletadas e valores calculados das incertezas instrumentais e do tempo.