O Relatório Laboratório de Física Queda Livre

Relatório Experimento 01.

Integrantes:

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Esmeraldo Bambi Kamongua

Trabalho elaborado como requisito parcial para aprovação na disciplina Laboratório de Física I do curso de Física ofertado pela Universidade Federal de Catalão (UFCat).

Resumo

É perceptível a atuação da gravidade sobre os corpos em queda na superfície terrestre, então suas quedas estão padronizadas em único valor, ou seja, caem com a mesma aceleração da gravidade(g). No presente relatório propõe-se analisar se o tempo de queda livre de um corpo depende ou não de sua massa ou dimensão, para tanto foram tomados três corpos. Propõe-se também determinar a propagação do erro e seus respetivos desvios.

Sumário

Introdução        4

Materiais e Métodos        5

Métodos Teóricos        5

Método Experimental        6

Discussão e Resultados        6

Considerações Finais        10

Referências        11

1. Introdução

Com o passar dos tempos, a cada dia mais se tem visto a extrema importância da determinação do valor da aceleração gravitacional (g) da Terra para as ciências, e em particular para a cinemática. Como exemplo fatual, logra-se que sem o conhecimento da aceleração gravitacional não seria possível realizar cálculos de velocidade e deslocamento de corpos em queda-livre.

Neste relatório será apresentado o experimento I (queda livre) da disciplina Laboratório de Física I, com o objetivo de determinar a aceleração gravitacional, largaremos três corpos de diferentes massas, tamanhos e estruturas composicionais distintas em alturas diferentes, porém repetindo cinco vezes para cada corpo na mesma, com isso determinar também a variabilidade do tempo de queda em diferentes circunstâncias/momentos (imprecisão humana), as médias, os desvios e a propagação do erro.

1. Materiais e Métodos

2.1 Métodos Teóricos

Estando o corpo em movimento de queda livre, que o caso deste experimento, o mesmo estará sujeito apenas a uma força denominada de força peso. Então, diferentemente do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) possui aceleração, portanto a velocidade irá variar em relação ao tempo, logo podemos definir a aceleração através da seguinte fórmula:

[pic 1]

        Para encontrarmos a aceleração gravidade utilizamos a mesma fórmula, porém, alteramos o espaço S pela altura em que os corpos se encontravam, teremos então a seguinte fórmula:

[pic 2]

Com isso, obteremos as diferentes acelerações da gravidade nos diferentes tempos extraídos e posteriormente obter sua média aritmética simples, a variância, o desvio padrão e o desvio padrão da média, por meio das seguintes fórmulas tradicionais deduzidas para os nossos experimentos:

 ;    ;    ; [pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

        Por fim, calculou-se então os erros de propagação e suas sua respetivas variâncias, por meio das seguintes fórmulas:

;     [pic 7][pic 8][pic 9]

2.2 Método Experimental

        Os experimentos aqui especificados consistiram em medir o tempo em que a uma esfera de aço presa sobre pressão, uma caneta a determinada altura e uma folha de papel (A4) também a determinada altura, demoravam ao cair sobre uma superfície, repetido em cinco vezes, para com isso também percebermos a imprecisão humana. Com o auxílio de um cronômetro de precisão em laboratório foram medidos os tempos de deslocamento e o com o auxílio de uma trena foi medida as respetivas alturas em que os corpos se encontravam que serão mostrados abaixo.

1. Discussão e Resultados

Corpo 01: Esfera de aço – Peso: 23,8 g

Tabela 1 – Dados de tempos de queda da esfera de aço sob a altura de 0,34 m e sua respectiva média.

Tempo 1	0,254 s
Tempo 2	0,256 s
Tempo 3	0,255 s
Tempo 4	0,256 s
Tempo 5	0,255 s
(Tempo) [pic 10]	0,256 s

Corpo 02: Caneta – Peso: 0,46 g

Tabela 2 – Dados de tempos de queda da caneta sob a altura de 0,50 m e sua respetiva média.

Tempo 1	1,49 s
Tempo 2	1,45 s
Tempo 3	0,71 s
Tempo 4	0,70 s
Tempo 5	0,76 s
(Tempo) [pic 11]	1,022 s

Corpo 03: Folha de papel – Peso: 3 g

Tabela 3 – Dados de tempos de queda da folha de papel sob a altura de 0,30 m e sua respetiva média.

Tempo 1	1,03 s
Tempo 2	0,96 s
Tempo 3	1,01 s
Tempo 4	0.85 s
Tempo 5	0,95 s
(Tempo) [pic 12]	0,962 s

Com os tempos de queda já calculados, montamos uma tabela para cada objeto com o intuito de verificar a variação da gravidade para cada tempo atrelando em conjunto sua respetiva altura.

Tabela 4 – Relação de dados de tempos de queda da esfera de aço sob a altura de 0,34 m e sua respectiva média com a gravidade (g) e sua média.

g 1	10,54 m/[pic 13]
g 2	10,38 m/[pic 14]
g 3	10,46 m/[pic 15]
g 4	10,38 m/[pic 16]
g 5	10,46 m/[pic 17]
(g) [pic 18]	10,44 m/[pic 19]