O Lançamento e queda livre

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA BAHIA IFBA - CAMPUS PAULO AFONSO

UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA ELÉTRICA

FÍSICA EXPERIMENTAL I

LANÇAMENTOS E QUEDA LIVRE

         

BRUNA HELOISE DE SOUZA PINTO

FRANCIRLAINE DIONÍSIO DE LIMA

JOÃO VICTOR DE LIMA FRANÇA

LUCIMÁRIO CADETE CORDEIRO

NATIELLI FERREIRA RODRIGUES

THALLYS LUAN BEZERRA LIMA

PAULO AFONSO - BA

MAIO DE 2017

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA BAHIA IFBA - CAMPUS PAULO AFONSO

LANÇAMENTOS E QUEDA LIVRE

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PAULO AFONSO - BA

MAIO DE 2017

RESUMO[pic 4]

O trabalho apresenta um estudo sobre lançamentos e queda livre. O principal foco do trabalho foi analisar, através de técnicas de vídeoanálise, o comportamento físico de objetos em queda livre, para estimar a sua aceleração gravitacional. A prática foi realizada no laboratório de Ensino de Física Experimental do IFBA - Campus Paulo Afonso, nos dias 04 de maio de 2017, tendo para isso sido apresentado um roteiro para a execução de todo o experimento e os materiais para a sua realização.

Palavras Chave: queda, lançamento, aceleração.

1. SUMÁRIO[pic 5]

1. INTRODUÇÃO        5

2. OBJETIVOS        6

2.1. OBJETIVO GERAL        6

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS        6

3. MATERIAIS UTILIZADOS        6

4. PROCEDIMENTOS        6

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO        7

6. CONCLUSÃO        16

7. REFERÊNCIAS        16

1. INTRODUÇÃO

No século XVII, Galileu Galilei tomou duas esferas de pesos diferentes e abandonou-as juntas, apesar de ser esperado que a bola cujo peso era maior caísse primeiro, como previsto pelo filósofo Aristóteles, os dois corpos chegaram ao chão juntos, logo Galileu concluiu que se um corpo pesado e um corpo leve forem abandonados juntos e forem submetidos a uma mesma altura, eles chegarão juntos ao chão. É importante frisar que a teoria de Galileu é válida somente quando a resistência do ar for desprezada ou quando esta for tão pequena a ponto de ser desprezada também. Neste movimento em queda livre a aceleração do corpo será constante e igual a 9,8 m/s², a qual chamamos de aceleração da gravidade.

O movimento cuja aceleração apresenta-se constante é denominado como movimento uniformemente variado (MUV), neste somente a velocidade varia linearmente com o tempo. A partir disso foi realizado o experimento em questão, onde realizamos a filmagem de três lançamentos cujo movimento é MUV.

Neste experimento realizamos uma vídeoanálise do lançamento do projétil (bola de tênis) e movimento de queda livre dos objetos (pena e pedra) dentro e fora de um compartimento fechado, que é uma particularização do movimento uniformemente variado. O movimento de queda livre se trata de um movimento acelerado constante e para baixo, conhecido como aceleração gravitacional. O valor dessa aceleração não varia de acordo com as características do objeto e sim com a altitude e a latitude do local onde se é realizado o lançamento. Desde que esteja ao nível do mar e em latitudes médias é adotada para os estudos da física como 9,8m/s².

Após as filmagens foi observado cada lançamento por meio da videoanálise utilizando o software (TRACKER) que serve como ferramenta de modelagem computacional, tendo como principal característica, o rastreamento de objetos a partir de um referencial programado pelo usuário, que no nosso experimento foi posição (ordenada) e tempo (abcissa) expressos nos gráficos. Dessa forma, a velocidade é obtida e através dela, alcançamos a aceleração pelas sobreposições dos gráficos aos vídeos.

        

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GERAL

Utilizar a técnica de vídeo analise para modelar um movimento de queda livre e observar a aceleração gravitacional presente.

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Realizar a filmagem de um lançamento vertical com a influência dos efeitos do ar no movimento;

- Filmar um movimento de queda livre com dois objetos de pesos diferentes, abandonados no mesmo instante de tempo e sem a influência do ar.

3. MATERIAIS UTILIZADOS

- Câmera digital;

- Tripé para câmera;

- Microcomputador com software de videoanálise instalado (Tracker);

- Bola de tênis;

- Fita Métrica;

- Garrafa plástica transparente;

- Uma pena;

- Uma pedra.

4. PROCEDIMENTOS

A prática foi dividida em duas partes. Na primeira parte, o professor nos deixou livre para escolhermos o tipo de movimento caraterístico e o objeto a ser lançado. Dessa maneira, escolhemos realizar um lançamento oblíquo com uma bola de tênis. Em seguida, procuramos um ambiente claro, grande e com pouco contraste de cores, para facilitar a leitura do movimento no software (Tracker). Filmamos o lançamento várias vezes, tanto no modo normal, capturando menos frames (quadros por segundo), quanto no modo câmera lenta, que captura mais frames que o modo normal. Logo após, colocamos o vídeo no Tracker, para o software realizar a leitura dos pontos e, com o gráfico do tempo (s) em relação a posição (cm) obtidos no próprio software, utilizamos o método de regressão não linear (parabólico) para obter a melhor parábola do lançamento oblíquo, representado por:

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