Relatorio Queda Livre

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

INSTITUTO DE FÍSICA (INFIS)

ENGENHARIA BIOMÉDICA

ANA CLARA PEREIRA RESENDE DA COSTA

ANA PAULA FERREIRA

FERNANDA SOBREIRA CARVALHO

HENRIQUE FERREIRA FREITAS

JEAN CLAUDIO CIPRIANO MARTINS JUNIOR

JULIANA MONTEIRO LIMA

EXPERIMENTO 3: QUEDA LIVRE

Uberlândia / MG

Maio / 2014

ANA CLARA PEREIRA RESENDE DA COSTA – 11321EBI033

ANA PAULA FERREIRA – 11311ECP015

FERNANDA SOBREIRA CARVALHO – 11321EBI028

HENRIQUE FERREIRA FREITAS – 11311EBI021

JEAN CLAUDIO CIPRIANO MARTINS JUNIOR – 11321EBI035

JULIANA MONTEIRO LIMA – 11321EBI027

EXPERIMENTO 3: QUEDA LIVRE

Trabalho apresentado em forma de relatório na disciplina Física Experimental, ministrada pelo professor Tiago de Assis Silva, como requisito parcial para obtenção de aprovação, no Curso de Engenharia Biomédica, da Universidade Federal de Uberlândia.

Uberlândia / MG

Maio/ 2014

Sumário

1. Resumo 4

2. Introdução 5

3. Objetivos 6

4. Procedimento Experimental 7

5. Resultados e Discussões 10

6. Conclusão 11

7. Bibliografia 12

1. Resumo

Teoricamente pode-se observar que o movimento de queda livre vem sendo estudado há muito tempo. Galileu, no intuito de provar que dois corpos de massa diferentes abandonados da mesma altura tocam o solo no mesmo instante, iniciou experimentos onde foi observado que o ar poderia intervir nessa análise, sendo assim só foi possível comprovar a atuação da força da gravidade atualmente, ao estudar a queda desses corpos com a ausência de ar.

Com o experimento, apresentam-se os resultados obtidos integrando-os com os conceitos teóricos já vistos, a fim de verificar sua aplicação.

Palavras-chave: Queda livre, gravidade, experimento.

2. Introdução

Existem estudos sobre o movimento de queda livre desde 300 a.C., porém somente por meados do século XVII que o físico Galileu Galilei conduziu experimentos para mostrar que se dois corpos de massas diferentes fossem abandonados da mesma altura, ambos atingiriam o solo no mesmo instante.

Após vários experimentos Galileu notou que os corpos atingiam o solo em diferentes instantes. Com base nisso, ele verificou que o ar influenciava o movimento. Anos após, experimentalmente, pode comprovar a hipótese de Galileu. Ao abandonar dois corpos de massas diferentes, de uma mesma altura e livres da resistência do ar observou-se que ambos chegam ao solo no mesmo instante.

Sendo assim, o movimento de queda livre, próximos da superfície terrestre, pode ser descrito pela equação:

S = S0 + V0t + g t2/2

No movimento de queda livre a trajetória é retilínea e a aceleração constante. Desse modo, as funções matemáticas que descrevem esse movimento são as mesmas que descrevem o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), com a diferença que a queda livre dos corpos acontece somente no eixo vertical, então didaticamente pode ser adotado Y como sendo a variável correspondente a posição do corpo.

Y = Y0 + V0t + g t2/2

Porém, quando esse corpo é abandonado de certa altura podemos adotar que sua velocidade inicial (V0) é igual zero, sendo assim, a equação que descreve o movimento será a seguinte:

Y = g t2/2

A seguir será possível verificar a equação que descreve o movimento de queda livre e o valor da gravidade encontrado experimentalmente.

3. Objetivos

O objetivo do experimento é comparar a equação matemática que descreve o movimento de queda livre com o modelo Y = K*tn, com isso obter os valores de K e n utilizando alguns métodos e seus respectivos significados no movimento comparando os valores obtidos experimentalmente com os valores verdadeiros.

4. Procedimento Experimental

Utilizaram-se os seguintes materiais para realizar o procedimento:

- Eletroímã

- Duas fotocélulas

- Cronômetro Digital

- Esfera Metálica

- Régua

- Fio acoplado a um peso

Figura 1 – Material utilizado no experimento descrito.

No presente procedimento, inicialmente a esfera está presa ao eletroímã e, ao abrir o circuito, ela cai, executando um movimento aproximado de queda livre. Ao mesmo tempo em que a esfera passa pela primeira fotocélula, o cronômetro digital dispara. Ao passar pela segunda fotocélula, o cronômetro pausa. Neste intervalo, é determinado o tempo que a esfera utiliza para percorrer a distância entre as duas fotocélulas.