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Determinação da aceleração da gravidade

Por:   •  4/5/2016  •  Relatório de pesquisa  •  1.423 Palavras (6 Páginas)  •  381 Visualizações

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  • 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:
  1. Régua graduada;
  2. Sensores fotoelétricos;
  3. Esfera metálica;
  4. Disparador mecânico;
  5. 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

...

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