Queda Livre

INTRODUÇÃO

A queda livre (QL) apresenta as grandezas vetoriais deslocamento, velocidade e aceleração ao longo de uma reta. Isto facilita bastante a investigação das relações entre elas. Para produzirmos uma queda livre utilizamos um trilho vertical, com cinco foto sensores acoplados a um cronômetro digital. Um corpo metálico de forma esférica é mantido em repouso por meio de uma bobina, pela qual passa uma corrente elétrica. Desligando-se a bobina, a esfera cai e o cronômetro registra os quatro intervalos de tempo entre as passagens da esfera por cada par de foto sensores adjacentes.

OBJETIVO

• Estudar e descrever as características físicas do movimento em queda livre (QL) e estabelecer suas equações horárias.

• Determinar o valor da aceleração da gravidade local.

MATERIAL UTILIZADO

• Trilho vertical

• Foto-Sensores

• Régua

• Corpo esférico metálico

• Cronômetro eletrônico digital

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Com uma régua, determine as posições dos foto-sensores, conferindo com as marcações do trilho vertical, partindo do ponto inicial que chamamos de y=0.

2. Nesta prática será usado um cronômetro eletrônico digital acoplado a cinco foto-sensores, que irá medir os quatro intervalos decorridos entre os instantes em que a esfera passar por dois foto-sensores sucessivos,

MEDIÇÕES, CÁLCULOS E QUESTÕES

3. Desligue a corrente da bobina e libere a esfera com velocidade inicial nula da posição y = 0, colocando-o em queda livre. Meça os intervalos de tempo que ela leva para percorrer as posições entre os foto-sensores e complete os espaços da tabela seguinte.

Foto-Sensores Posição dos foto-sensores y (cm) Medidas dos intervalos de tempo entre os sensores (s) Intervalos de tempo médios (s) Tempo t (s) Quadrado de t (s²) Cálculos das velocidades instantâneas v = 2y/t (cm/s) Cálculos das acelerações instantâneas g = 2y/t² (cm/s²)

1 0 0

2 20,0 0,162  0,163 0,026569 245,398773 1505,513945

0,163

0,163

3 40,0 0,083 0,083 0,246 0,060516 325,203252 1321,964439

0,084

0,084

4 60,0 0,065 0,064 0,310 0,0961 387,0967742 1248,699272

0,064

0,064

5 80,0 0,055 0,055 0,365 0,133225 438,3561644 1200,975793

0,055

0,055

4. Trace o gráfico v versus t para todos os dados da tabela.