Determinação da aceleração da gravidade
Por: nath.d.ribeiro • 4/5/2016 • Relatório de pesquisa • 1.423 Palavras (6 Páginas) • 381 Visualizações
- Resumo:
O experimento consistiu em determinar a aceleração da gravidade no local onde foi realizado o ensaio. Ajustando o dispositivo de disparo da esfera metálica e posicionando as portas fotoelétricas em diferentes posições, coletaram-se os respectivos intervalos de tempos necessários para a esfera percorrer determinadas distâncias. Através destes intervalos de tempo foi possível calcular a aceleração local da gravidade com seus erros, efetuando-se por duas maneiras distintas. Inicialmente, calculou-se manualmente a gravidade através dos dados obtidos experimentalmente. Logo, obteve-se a aceleração da gravidade pelo software chamado ORIGIN. Compararam-se os dois resultados com a gravidade local e obteve o desvio relativo a esta gravidade.
- Introdução:
No conceito de física, queda livre é a condição de aceleração causada somente pela gravidade, ou seja, os objetos em queda livre experienciam somente uma única força: o seu próprio peso. Entre os diversos movimentos que ocorre na natureza, sempre houve interesse no estudo do movimento de queda dos corpos próximos a superfície da terra. O grande filósofo Aristóteles, aproximadamente 300 anos antes de Cristo, acreditava que abandonando corpos leves e pesados de uma mesma altura, os corpos mais pesados alcançariam o solo antes dos corpos mais leves.
A crença nesta afirmação durou quase dois mil anos, até que o grande físico Galileu Galilei viesse a fazer um estudo mais minucioso de queda de corpos durante o século XVI. Com suas experiências, Galileu conseguiu verificar que o movimento de queda de um corpo é um movimento uniformemente acelerado, isto é, durante a queda o corpo cai com aceleração constante. Esta aceleração, denominada aceleração da gravidade é representada normalmente por g, podendo concluir que é o mesmo para todos os corpos em queda livre. Este conceito pode ser traduzido matematicamente de acordo com a Segunda Lei de Newton:
[pic 1] (1)
Temos que:
[pic 2] (2)
Igualando-se (2) e (1):
[pic 3]
Assim, para qualquer corpo em queda, desprezando-se a resistência do ar, ele cai com aceleração constante, pois a força resultante é o próprio peso do corpo.
- Objetivo:
- Calcular a incerteza em medidas diretas e indiretas.
- Construir modelos a partir da análise de gráficos de medidas diretas e indiretas.
- Determinar a aceleração da gravidade local.
- Procedimento:
- Empregamos instrumentos que serão caracterizados, preenchendo-se a Tabela 1.
- Ajustou-se a altura da porta fotoelétrica primeiro a 30,00cm de s0, que foi considerado como s3.
- Com auxílio dos cursores, determinou-se as posições s0, s2,1 (centro da fotocélula) e s1,1 (limite superior da fotocélula) correspondentes, ao dispositivo de disparo. Determinou-se a partir destes valores as distâncias d1,1 = s1,1 - s0, d2,1 = s2,1 - s0 e d3,1=s3,1 – s0, lançando seus valores nas três primeiras linhas da Tabela 2.
- Prendemos a esfera entre as garras, zerou-se o cronômetro e liberou-se a esfera soltando as garras. Anotamos os intervalos de tempo t1,1 na primeira linha, t2,1 na segunda linha e t3,1 na terceira linha da Tabela 2.
- Mediu-se mais 4 vezes os tempos de queda t1,i e t2,i, (i = 2,3,4,5), e tiramos a média aritmética simples desses tempos. Medimos novamente as posições s1,2, s2,2 e s3,2, calculamos d1, d2 e d3, completando assim as três primeiras linhas da Tabela 2.
- Repetiu-se o procedimento acima para a bandeja em s6=64,00 cm do ponto de lançamento e os fotosensores em s4=44,00 cm e s5=54,00 cm. Teremos então completado as terceira e quarta linhas da Tabela 2.
- Repetiu-se o procedimento para s7 = 74,00 cm, s8 = 84,00 cm e s9=94,00
- Medimos com o paquímetro o diâmetro da esfera, o diâmetro do fotossensor.
- DADOS OBTIDOS:
- Material necessário para o experimento:
- Régua graduada;
- Sensores fotoelétricos;
- Esfera metálica;
- Disparador mecânico;
- Cronômetro digital: possui dois displays acusadores de tempo. Ao cronômetro acoplam-se por meio de fios dois sensores:
- Sensor 1: Trava o display 1 do cronômetro, que registra o tempo desde a posição S0 até a posição que se estabelece para o sensor 1.
- Sensor 2: Trava o display 2, que registra o tempo desde a posição do sensor 1 até a posição que se estabelece para o sensor 2.
- CARACTERIZAÇÃO DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO:
Tabela 1: | |||||||||
DENOMINAÇÃO | MARCA E MODELO | TIPO | FAIXA NOMINAL DE OPERAÇÃO | MENOR DIVISOR | DIVISOR PARA INTERPOLAR | MENOR INCREMENTO DIGITAL | MÍNIMOS | ||
COMPRIMENTO | VALOR | ∆E | ∆S | ||||||
RÉGUA | PHYWE | ANALÓGICO | (0-1000)mm | 1mm | 1mm | 5 | 0,2mm | 0,1mm | 0,1mm |
CRONÔMETRO | PHYWE | DIGITAL | (0-999)s |
|
|
| 0,001s | 0,0005s | 0,0005s |
PAQUÍMETRO | DIGIMESS | ANALÓGICO | (0-150)mm |
| 0,05mm |
| 0,05mm | 0,025mm | 0,025mm |
...