Queda Livre

Introdução Teórica

Apresentamos por meio de dois experimentos a teoria da velocidade média e a de aceleração da gravidade.

Velocidade Média: Onde a velocidade é calculada levando em consideração o espaço que o objeto percorre e o tempo para percorrer esse espaço.

Fórmulas Utilizadas:

S= So+Vo+ t+ (a t²)/2

Vm= (espaço (s))/tempo(t)

Aceleração da gravidade: Onde calculamos a força da gravidade á partir do tempo e do espaço do percurso.

Formula utilizada:

∆s1= Vo t1+ (g ti²)/2

O primeiro experimento onde foi utilizado um “carrinho” para demonstrarmos a teoria de velocidade média por meio de curto percurso com 5 sensores que marcavam o tempo utilizado para a travessia de um para o outro, assim que a ultrapassagem do mesmo ocorria.Onde era acrescentada uma certa força no “carrinho” que se movimentava mais rápido ou mais devagar de acordo com a força utilizada, podíamos perceber isso por conta da diferença do tempo de finalização do percurso do experimento.

O segundo experimento onde foi utilizados duas bolas de ferro, uma um pouco mais pesada que a outra, para demonstrar a aceleração da gravidade que continha o mesmo numero de sensores que o primeiro experimento.Nessa experimento pudemos ver que o tempo de finalização do trajeto não diferenciava, pois a força gravitacional é a mesma para ambos independente do peso do objeto.

 

Objetivo do experimento

Nesse experimento, visamos descobrir a velocidade media no caso do carrinho, e a aceleração da gravidade no caso das bolinhas.

Materiais utilizados

- Fluxo de Ar

- Cronômetro Digital

- Carrinho

- 2 Bolas de ferro (grande e pequena)

- Régua

Procedimento do experimento

Primeiramente, ligamos o fluxo de ar e o cronômetro digital, posicionamos o carrinho junto ao eletroímã de forma que o atraísse, zeramos o cronômetro, em seguida medidos com a régua a distancia entre os sensores e a distancia total, disparamos o equipamento pressionando o L na chave seletora anotamos o intervalo do tempo entre os sensores e em seguida calculamos a velocidade media de cada intervalo e do percurso total, repetimos esse procedimento 5 vezes.

No procedimento das bolinhas, ligamos o cronômetro, posicionamos a bolinha pequena perto do solenóide até que se atraísse por ele, ligamos a chave inversora, anotamos os instantes e posições da bolinha ao longo do equipamento, marcamos a distancia entre os sensores e a distancia total, anotamos o intervalo de tempo entre os sensores e calculamos a aceleração da gravidade, em seguida fizemos o mesmo procedimento com a bolinha grande.

0,183

0,169

0,179

0,190

Velocidade Média

Medida Intervalo 1 Intervalo 2 Intervalo 3 Intervalo 4

t (s) V (m/s) t (s) V (m/s) t (s) V (m/s) t (s) V (m/s)

1 0,737 0,248 0,704 0,240 0,646 0,277 0,629 0,302

2 0,723 0,253 0,692 0,244 0,627 0,285 0,604 0,311

3 0,723 0,253 0,691 0,244 0,632 0,283 0,605 0,314

4 0,711 0,257 0,672 0,251 0,615 0,291 0,598 0,317

5 0,728 0,251 0,707 0,239 0,650 0,275 0,630 0,301

v = ∆s/∆t vm= Σv/20 Σv/20 = 5,436/20 = 0,2718 m/s

2 - Queda livre

Intervalo 1

(m) Intervalo 2

(m) Intervalo 3

(m) Intervalo 4

(m)

0,150

0,425

0,635

0,840

Medida Intervalo 1 Intervalo 2 Intervalo 3 Intervalo 4

∆s (m) t (s) ∆s (m) t (s) ∆s (m) t (s) ∆s (m) t (s)

Bola Grande 0,150 0,111 0,425 0,227 0,635 0.291 0,840 0,343

Bola Pequena 0,150 0,111 0,425 0,227 0,635 0,291 0,840 0,343

Aplicando os dados de cada intervalo na equação horária do tempo no MRUV, conseguimos uma equação para cada intervalo.

S= So+Vo+ t+ (a t²)/2 ∆s1= Vo t1+ (g ti²)/2

0,150= Vo ∙ 0,111 + (g.0,0123)/2 0,150= 0,111 Vo + 0,00615 g x1000

0,425= Vo ∙ 0,227 + (g.0,515)/2 0,425= 0,227 Vo + 0,02575 g x1000

0,635= Vo ∙ 0,291 + (g.0,084)/2 0,635= 0,291 Vo + 0,042 g x1000

0,840= Vo ∙ 0,343 + (g.0,117)/2 0,840= 0,343 V0 + 0,0585 g x1000

Para encontrar os valores da gravidade, usaremos o método de sistemas lineares, conseguindo assim, 3 valores para a gravidade:

150= 111 Vo + 6,15 g ∙ (227)

425= 227 Vo + 25,75 ∙ (-111)

34050= 25197 Vo + 1396,05 g

-47175= -25197 Vo –