Movimento retílineo uniformemente variado

Introdução

No estudo de física a queda livre é uma particularização do movimento uniformemente variado (MRUV). O movimento de queda livre foi estudado primeiramente por Aristóteles. Ele foi um grande filósofo grego que viveu aproximadamente 300 a.C. Aristóteles afirmava que se duas pedras caíssem de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo primeiro. Tal afirmação foi aceita durante vários séculos tanto por Aristóteles quanto por seus seguidores, pois não tiveram a preocupação de verificar tal afirmação.

Séculos mais tarde, mais precisamente no século XVII, um famoso físico e astrônomo italiano chamado Galileu Galilei, introduziu o método experimental e acabou por descobrir que o que Aristóteles havia dito não se verificava na prática. Considerado o pai da experimentação, Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e a sua comprovação. No seu experimento mais famoso ele, Galileu Galilei, repetiu o feito de Aristóteles. Estando na Torre de Pisa, abandonou ao mesmo tempo esferas de mesmo peso e verificou que elas chegavam ao solo no mesmo instante. Por fazer grandes descobertas e pregar ideias revolucionárias ele chegou a ser perseguido.

Quando Galileu realizou o experimento na Torre de Pisa e fez a confirmação de que Aristóteles estava errado, ele percebeu que existia a ação de uma força que retardava o movimento do corpo. Assim sendo, ele lançou a hipótese de que o ar exercesse grande influência sobre a queda de corpos.

Quando dois corpos quaisquer são abandonados, no vácuo ou no ar com resistência desprezível, da mesma altura, o tempo de queda é o mesmo para ambos, mesmo que eles possuam pesos diferentes.

O movimento de queda livre, como já foi dito, é uma particularidade do movimento uniformemente variado. Sendo assim, trata-se de um movimento acelerado, fato esse que o próprio Galileu conseguiu provar. Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, aceleração essa que é representada por g e é variável para cada ponto da superfície da Terra. Porém para o estudo de Física, e desprezando a resistência do ar, seu valor é constante e aproximadamente igual a 9,8 m/s2.

As equações matemáticas que determinam o movimento de queda livre são as seguintes:

                                           [pic 1]

Experimento 1

1- Objetivos Gerais

Reconhecer que, por mais cuidadoso que seja, sempre introduzirá erros nas medidas convencionais de intervalo de tempo;

Aplicar convencionalmente algumas técnicas para diminuir o tempo de reação;

Utilizar os conhecimentos adquiridos, identificando, formulando, equacionando e resolvendo problemas que possam acontecer na vida prática, relativos à queda de um corpo.

2- Procedimento

Seguramos o extremo da régua segundo a posição (1) da Figura 1, solicitamos a um colega que ficasse com a mão situada na posição II, com os dedos indicador e polegar afastados 3cm entre si, no nível do zero da régua.

                                       [pic 2]

Soltamos a régua sem aviso prévio e o colega II segurou-a apenas fechando os dedos, sem mover a mão.

3-Gráficos e Tabelas

3.1 Gráfico a versus t.

[pic 3]

3.2 Tabela 1

[pic 4]

V1= 1m/s

V2= 2m/s

V3= 3m/s

V4= 4m/s

V5= 5m/s

3.3 Gráfico v versus t.

[pic 5]

3.4 Tabela 2

[pic 6]

D1=  0,1 m

D2= 0,4m

D3= 0,9m

D4= 1,6m

D5= 2,5m

3.5 Gráfico d versus t.

[pic 7]

4-Questionário

No momento em que a régua foi solta sua velocidade inicial era zero, você acha válido se afirmar que a aceleração gravitacional atuante sobre o corpo, naquele instante, também era nula? Justifique a sua resposta.

R: Sim, pois sabe-se pelas leis de Newton que um corpo só apresenta aceleração quando está submetido á ação de uma força, caso contrário, seu movimento é descrito pela Lei da Inércia que diz que um corpo quando não está sob ação de forças mantém-se em movimento retilíneo uniforme. No caso da queda livre, sabemos que a única força que age no corpo é o seu próprio peso. Como a força peso é caracterizada pela ação da gravidade, todo corpo em queda livre possuirá como a aceleração, a mesma aceleração da gravidade. Sendo assim, no instante zero ela também seria zero.

Qual o significado físico da grandeza representada pela tangente física do Gráfico v versus t?

R: Reta

Qual o significado físico da grandeza representada pela área do Gráfico v versus t?

R: Quadrado

Assinale e determine, no Gráfico v versus t, a área que representa a distância percorrida pelo móvel no primeiro 0,1 segundo.

R: 0,05m

Qual o significado físico da grandeza representada pela tangente física a qualquer ponto da curva obtida?

R: Reta Crescente

Experimento 2

1-Objetivos Gerais

Determinar o tempo médio de reação de um colega;