Trabalho de fisica

Resumo:

O experimento consiste em observar a queda do objeto com massa igual em todas as medidas e avaliar o tempo que ele leva para cair. No dia-a-dia, objetos com massas menores normalmente chegam ao chão mais lentamente, como uma folha de papel ou uma pena, enquanto que objetos mais “pesados” caem mais rapidamente, como uma maça ou um martelo. No entanto, quando Neil Armstrong deixou cair um martelo e uma pena na Lua, eles chegaram ao chão ao mesmo tempo, indicando que talvez a diferença de tempo que observamos esteja relacionada com a presença do ar da nossa atmosfera.

A gravidade como muitos se “enganam” não é constante, seu valor varia de latitude para latitude,altitude para altitude. O relatório, portanto envolverá uma analise da gravidade, estudando as variáveis de espaço e de tempo percorrido por um corpo. Resumidamente, o movimento a ser estudado édenominado Queda Livre, e para um estudo mais “didático” do assunto, foi desprezado efeito como coeficiente de atrito do ar,

Introdução Teórica:

 Faremos nesse trabalho o estudo de um movimento caracterizado como um movimento acelerado uniformemente. Movimentos acelerados são aqueles cuja velocidade varia em função do tempo segundo a expressão (1-0):

[pic 1]   (1-0)

Onde v é a velocidade do corpo em movimento, v0 é a sua velocidade inicial, a é o módulo da aceleração e t é o tempo.

Sabemos 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. Desta forma, podemos reescrever a equação (1-1) como:

   [pic 2] (1-1)

Podemos reescrever ainda, a função horária do espaço em função do tempo usando a gravidade como aceleração (caso da queda livre). Considerando a velocidade inicial e os espaços iniciais nulos, teremos:

   [pic 3] (1-2)

Lembrando, porém que no caso estudado, a aceleração terá o valor do módulo da gravidade local, o que possibilitará então a obtenção de um valor aproximado da mesma já que, a rigor, o valor exato da aceleração da gravidade só pode ser obtido num experimento realizado no vácuo para que não haja ação da resistência do ar. Ainda assim, dependendo das propriedades do objeto em queda livre, essa resistência pode ser desprezada. Desprezados também deverão ser alguns fatores tais como a variação da aceleração, da altura e do movimento de rotação da Terra.

Objetivo:

Estudar o movimento de um corpo em queda livre e a partir desse estudo, determinar entre outros parâmetros, o módulo da aceleração da gravidade local e velocidade em cada altura. A partir de três alturas diferentes. 

Matérias  e Métodos:

Materiais:

Para a realização desse projeto, foram utilizados os seguintes objetos/materiais:

• Uma trena
• Uma caixa de grampo (objeto lançado)
• Vídeos feitos da queda livre do objeto
• Editor de vídeo (movie maker)

Métodos:

• Mediu-se a altura desejada, utilizamos as medidas de 1 Metro, 0,75Metros, 0,5 metros.
• Coloca-se o objeto de lançamento na altura que se deseja.
• Faz-se a filmagem de cada altura determinada.
• Utilizando o editor de vídeo, podemos saber os exatos segundos que o objeto foi largado ate o momento da chegada ao solo.
• Cada altura encontramos tempos diferentes Esse método foi feito 3(três) vezes, ou seja, 3(três) medidas de tempo. : (tabela 01)
• Com os tempos fizemos uma media aritmética: para ter uma maior certeza no resultado.
• Com o resultado, colocamos essa media em uma equação chamada de “equação de Torricelli” (equação 1.1):

• Função horária do espaço (equação 1.0)

[pic 4](equação 1.0)

• Equação de Torricelli (equação 1.1)
  
  v2 = v02 + 2aΔs (equação 1.1)
  
  Para o lançamento para baixo, a aceleração é positiva (g > 0), enquanto para o lançamento para cima a aceleração é negativa (g < 0).

Registro de resultados experimentais:

CÁLCULO DA ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE COM ENSAIOS DE QUEDA LIVRE.

[pic 5]

(1)

Para a queda livre [pic 6]

Logo, pode-se obter a equação (2) e consequentemente a equação (3).

[pic 7]	(2)
[pic 8]	(3)

Foram realizados 2 ensaios para  h = 1m. O tempo total para o objeto atingir o solo verificado durante os experimentos, assim como os valores calculados para a aceleração da gravidade é apresentado na Tabela 1.

Ensaio	Tempo medido [s]	Aceleração da Gravidade [m/s2]
1	0.451	9,8327
2	0.458	9,5345

Tabela 1: Valores obtidos para a duração da queda livre e os respectivos valores calculados da aceleração da gravidade.

Cálculo da incerteza relativa

[pic 9]

δr=[pic 10]

δr= │0,33│%

Foram realizados 2 ensaios para  h = 0,75m. O tempo total para o objeto atingir o solo verificado durante os experimentos, assim como os valores calculados para a aceleração da gravidade é apresentado na Tabela 2.

Ensaio	Tempo medido [s]	Aceleração da Gravidade [m/s2]
1	0.391	9,8115
2	0.3913	9.7965

Tabela 2: Valores obtidos para a duração da queda livre e os respectivos valores calculados da aceleração da gravidade.

Cálculo da incerteza relativa

[pic 11]

δr=[pic 12]

δr= │0,11│%

Foram realizados 2 ensaios para  h = 0,5m. O tempo total para o objeto atingir o solo verificado durante os experimentos, assim como os valores calculados para a aceleração da gravidade é apresentado na Tabela 3.

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