Valor da aceleração local da gravidade

Queda Livre

1- Objetivo:

Determinar o valor da aceleração da gravidade local.

2- Material Utilizado e Esquema Experimental:

• 1 esfera de D ≅ 19 mm

• 1 cronômetro digital

• 1 suporte de base

• 2 grampos duplos

• 1 haste de suporte

• 1 régua milimetrada

• 1 fixador de esfera

• 1 suporte para a esfera

2- Procedimento Experimental:

Este experimento consistiu em liberar

uma esfera de metal de alturas pré-

determinadas e medir o tempo que elas

gastam para atingir um ponto base

também pré-determinado e sempre fixo.

O objetivo foi encontrar o valor de g

(aceleração da gravidade) para o local do experimento e fazer uma analogia ao

seu valor convencionado de 9,8 m/s2 . Para isto utilizamos a base teórica do

MRUV.

Com o aparato experimental já montado sobre a bancada do laboratório,

demos início ao experimento objetivando obter a primeira medida, para isso só

precisamos prender a esfera de metal no fixador e preparar o cronômetro

digital para medir o tempo da queda.

Colocamos a esfera no fixador e medimos a posição inicial no centro da

esfera. Então, colocamos o fixador da esfera a 100 mm da posição inicial e

nele prendemos a esfera tomando o cuidado de fixá-la centralmente.

Liberamos a esfera e anotamos o tempo de queda fornecido pelo cronômetro.

Repetimos este procedimento 3(três) vezes para cada uma das 7(sete) alturas

utilizadas em todo o experimento. As alturas foram 100mm, 150mm, 200mm,

250mm, 300mm, 350mm e 400mm.

Durante o tratamento dos dados atribuiremos à altura a variável y.

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3- Introdução Teórica

A experiência realizada constitui-se em uma esfera que cai livremente de

distâncias pré-determinadas. Seu tempo de queda é medido e tabelado. A

partir desses resultados, tem-se como objetivo determinar a aceleração da

gravidade baseada na atração entre corpos. Por referir-se à atração entre

corpos é muito útil na astrofísica para medir a aceleração gravitacional em

diferentes corpos no universo. Experiências pouco cuidadosas podem dar a

impressão de que a aceleração varia com a massa dos corpos; por exemplo,

uma folha de papel amassada e outra aberta podem cair em tempos diferentes:

isto ocorre devido à resistência do ar. Os antigos gregos acreditavam

firmemente que isto se devia às propriedades intrínsecas dos corpos (quanto

mais pesado o corpo, maior a sua velocidade de queda). Galileu mostrou que

este não era o caso, soltando vários corpos do alto da Torre de Pisa. Além

disso, usou um argumento muito convincente a favor da constância de g, para

todos os corpos: suponhamos um corpo A caindo do alto da torre; imaginemos,

agora, o corpo dividido em duas metades. Cada uma destas duas metades terá

a mesma aceleração que qualquer um outro corpo que tenha a mesma massa

que a metade do corpo A. Se, agora, juntamos novamente as metades, elas

vão continuar tendo a mesma aceleração. É evidente, pois, que corpos de

diferentes massas têm a mesma aceleração na queda.

O exemplo mais comum de movimento com aceleração (aproximadamente)

constante é o de um corpo que cai ao solo. Quando um corpo cai no vácuo, de

forma que a resistência do ar não afete seu movimento, comprovamos um fato

notável: todos os corpos, quaisquer que sejam seus tamanhos, formas ou

composição caem com a mesma aceleração no mesmo local próximo da

superfície da Terra. Esta aceleração, indicada pela letra g, é denominada

aceleração de queda livre (ou às vezes aceleração devida à gravidade).

Embora essa aceleração dependa da distância ao centro da Terra, se a

distância de queda for pequena em comparação com o raio da Terra (6400

km), poderemos supor a aceleração constante durante a queda.

Na proximidade da superfície da Terra o módulo de g é aproximadamente

9,8 m/s2

. O sentido da aceleração de queda livre em qualquer ponto define o

que entendemos por “para baixo” daquele ponto. Embora falemos de corpo em

queda, os corpos que sobem estão sujeitos à mesma aceleração de queda livre

(em módulo e sentido). Isto é, não importa se a velocidade da partícula é para

cima