Relatório Queda Livre

Universidade Federal do Mato Grosso – UFMT

Faculdade de Arquitetura Engenharia e Tecnologia

Instituto de Ciências Exatas e da Terra - Departamento de Física

Curso: Engenharia Elétrica

Orientador: Élzio Pacheco

FÍSICA EXPERIMENTAL

QUEDA LIVRE

 

CUIABÁ

07/05/2010

OBJETIVO

Analisar o movimento de um objeto ao ser abandonado de alturas diferentes. E a partir disso determinar a velocidade atingida e a aceleração adquirida pelo o objeto em queda livre.

RESUMO

Iniciamos a experiência de queda livre com a marcação dos pontos na parede, de onde soltaríamos as esferas para encontrar o tempo médio que cada esfera levaria para chegar ao solo.

Essa experiência de queda livre foi feita para mostrar o quanto importante é estudar o movimento de uma partícula (esferas de aço) e analisar os dados coletados para que seja possível calcular a velocidade e a aceleração média de cada esfera após ser abandonada das diversas alturas. E com isso calcular o desvio padrão da aceleração do movimento retilíneo uniforme (queda livre).

INTRODUÇÃO

Neste trabalho será apresentado um breve estudo sobre o movimento de queda livre. Que consiste em abandonar uma esfera em determinadas alturas, encontrando variações de tempo, velocidade e aceleração.

A natureza do movimento de um objeto em queda livre tem sido de interesse de cientistas e filósofos por muito tempo. Pois Aristóteles afirmava que um objeto mais denso chegava ao solo primeiro, mas com o pensamento de raciocínio cientifico de Galileu fez a devida correção, assegurando que na ausência de resistência do ar, os objetos caem com a mesma velocidade.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

O movimento é o fenômeno a ser analisado neste trabalho, o exemplo mais comum de movimento com aceleração constante é a queda de um corpo próximo a superfície da terra. Se for desprezada a resistência do ar, tem se um fato relevante: para qualquer ponto próximo a superfície da terra, todos os corpos, independente do seu tamanho, forma ou composição caem com a mesma aceleração. Esta aceleração simbolizada pela letra g é chamada de aceleração de queda livre (ou, as vezes, aceleração devido à gravidade).

As equações que descrevem a queda livre de corpos são:

- Vy= Voy - gt 

- Y= Yo + Voyt – ½ gt²

As grandezas utilizadas neste experimento são: segundos (tempo), metros (altura), m/s² (gravidade e aceleração) e m/s (velocidade). De acordo com o S.I (sistema internacional de unidades).

E utilizaremos também a formula do desvio padrão:

- dp= g1+g2+...+gn / n-1

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAIS UTILIZADOS:

- esferas de aço com diferentes tamanhos e massas;

- trena (3 metros)

- cronômetros

- giz

- escada

Esta experiência consiste em soltar varias esferas de diferentes tamanhos e peso, em determinadas altura (2,70m; 2,50m; 2,30m; 2,10m; 1,90m; 1,70m; 1,50m). Inicialmente marcamos em uma parede qualquer as setes alturas dadas com o auxilio de uma escada. Para cada altura devemos soltar as diferentes esferas uma por uma e marcar o tempo que cada esfera precisou para atingir o solo. E ao encontrar os tempos calcular a média entre eles.

Após encontrar a média do tempo, deve-se calcular a velocidade e aceleração para cada altura. E por fim calcular o desvio padrão das acelerações encontradas.      

Segue abaixo um desenho representativo do experimento:

[pic 1]

RESULTADO E ANÁLISE DE DADOS

Tabelas
Queda Livre

Altura	2,70 metros
Tempo 1	0,70 seg	Tempo médio: 0,756 seg
Tempo 2	0,74 seg	Velocidade: 7,2 m/s
Tempo 3	0,77 seg	Aceleração da gravidade: 9,6 m/s²
Tempo 4	0,78 seg	Desvio padrão: -0,07
Tempo 5	0,79 seg

Altura	2,50 metros
Tempo 1	0,71 seg	Tempo médio: 0,722 seg
Tempo 2	0,73 seg	Velocidade: 6,9 m/s
Tempo 3	0,70 seg	Aceleração da gravidade: 9,64 m/s²
Tempo 4	0,73 seg	Desvio padrão: -0,03
Tempo 5	0,75 seg

Altura	2,30 metros
Tempo 1	0,69 seg	Tempo médio: 0,68 seg
Tempo 2	0,72 seg	Velocidade: 6,7 m/s
Tempo 3	0,63 seg	Aceleração da gravidade: 9,9 m/s²
Tempo 4	0,67 seg	Desvio padrão: 0,23
Tempo 5	0,72 seg

Altura	2,10 metros
Tempo 1	0,65 seg	Tempo médio: 0,67 seg
Tempo 2	0,69 seg	Velocidade: 6,2 m/s
Tempo 3	0,68 seg	Aceleração da gravidade: 9,4 m/s²
Tempo 4	0,68 seg	Desvio padrão: -0,27
Tempo 5	0,67 seg