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Física Experimental I - Exp05 - Movimento de Queda Livre 01
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Universidade Estcio de S - Campus Nova Friburgo
Turmas: 3064 / 3082
Tera-feira
Movimento de Queda Livre
Experimento nmero 05
Nomes Matrculas
Arialy da Silva Wintter 201402103727
Carolina de Carvalho Levorato 201402033231
Joo Vitor Barboza da Silva 201407206664
Jos Lucas V. Ribeiro Bessa 201407194283
Lucas de S Ferreira 201407192701
Nayara Montechiari Marini da Silva 201407194267
Thayna Perez Novaes 201407164902
Data: 28/04/2015Movimento de Queda Livre
Conceito
Os movimentos de Queda Livre so movimentos uniformemente variveis, onde age a acelerao da gravidade (g).O valor adotado para g depende do problema, normalmente usam-se os valores g = 9,8m/s2. O sinal da acelerao pode ser positivo ou negativo, dependendo da orientao do eixo Y.As equaes usadas para esse movimento so as mesmas do movimento uniformemente varivel, substituindo a por g, ficando sempre atento se a acelerao g est no sentido do movimento ou se a acelerao g est no sentido contrrio do movimento.
Equaes usadas para movimento em queda livre
Equao horria da posio - objeto descendo: s = s0 + v0t - 1/2gt2Equao horria da velocidade - objeto descendo: v = v0 - gtEquao horria da velocidade - objeto descendo: v2 = v02 - 2gs
O que interfere na queda de um corpo
A queda livre dos corpos caracteriza-se por um fenmeno natural contra intuitivo. Em outras palavras, comum as pessoas considerarem que um corpo em queda livre que possua maior massa, caia mais rapidamente que um corpo mais leve. O que significa dizer que, se considerarmos ambos abandonados de uma mesma altura e no mesmo instante, geralmente, o primeiro (maior massa) atingir o solo mais rapidamente que o ltimo (menor massa). Apesar das evidncias observacionais, o tempo de queda de um objeto independe de sua massa e, podemos dizer que, a resistncia do ar, geralmente, a responsvel por retardar o tempo de queda do objeto mais leve.
Relao entre fora e acelerao da gravidade
Para haver acelerao necessrio fora em um corpo. Quanto maior a fora, maior ser a acelerao, porem quanto maior a massa,menor ser a acelerao desse corpo.Quando falamos no peso de algum corpo, normalmente, lembramos do "peso" medido na balana.Mas este um termo fisicamente errado,pois o que estamos medindo na realidade a nossamassa.Como j vimos a definio de fora a atuao de uma acelerao em um corpo (F = m x a). No caso da fora peso existe uma aceleraoespecifica que a acelerao da gravidade. Com isso a fora peso pode ser definida por:Fora Peso = Massa X GravidadeOu simplesmente:
Fp = m x g
Frmulas
Nas frmula abaixo: a acelerao correspondente a acelerao gravitacional. Logo, a = g.
Deduo da funo horria das velocidades:
Deduo da funo horria da posio:
Deduo da Equao de Torricelli:Esta equao pode ser deduzida a partir das seguintes equaes:
Isolandona segunda equao
E substituindo-o na primeira, temos que:
Desenvolvimento
1 - Quando chegamos em sala, a plataforma de queda livre j estava posicionada com uma distncia pr-estabelecida de 700mm entre os dois sensores.
2 - Ligamos o cronmetro e o configuramos da forma correta a ser utilizado;
3 - Cada aluno fez duas medies com a esfera metlica e duas com a bola de papel;
4 - As medies foram feitas da seguinte forma: o aluno posicionava a esfera prximo ao im, pressionava o boto do im e logo aps o soltava, fazendo com o que a esfera passasse pelos sensores que marcavam a velocidade e o tempo, e casse em um recipiente;
5 - O mesmo foi feito com a bola de papel, a diferena que o im no foi utilizado;
6 - Aps a medio de cada aluno, era verificado no cronmetro o valor da velocidade e o do tempo;
7 - As medies foram feitas por todos os membros do grupo, em um total de 28 medies, e os dados coletados foram anotados para gerao de grficos.
Materiais Utilizados
1 Plataforma de queda livre;1 Cronmetro;2 Sensores;1 Bobina;1 Esfera metlica;1 Bola de papel.
Referncias Bibliogrficas
Halliday, Resnik &Walker. Fundamentos da Fsica, volume 1: mecnica. 9.Ed Rio de Janeiro: LTC, 2012
Tabelas e Grficos
Experimento: Queda livre - Esfera metlica
EXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)
72,6030,26885
52,5990,26930
12,5980,26940
92,5940,26985
42,5890,27035
122,5880,27045
62,5870,27055
142,5830,27100
102,5820,27110
22,5770,27160
132,5760,27165
32,5760,27170
112,5740,27185
82,5740,27195
Veloc. Mdia (m/s)2,586
Desvio Padro0,0099
Varincia0,000098
Mediana2,585
Tabelas e Grficos
Experimento: Queda livre - Bola de Papel
EXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)
82,4300,28795
112,4250,28855
12,4140,28990
132,4140,28995
122,4100,29045
102,4080,29060
42,4080,29065
52,3980,29185
32,3850,29350
142,3720,29500
72,3710,29515
92,3620,29625
62,3500,29785
22,3120,30270
Veloc. Mdia (m/s)2,390
Desvio Padro0,0331
Varincia0,001097456
Mediana2,403
Concluso
Neste relatrio, apresentamos conforme aula prtica o estudo/conceito sobre queda livre. Com base nisso, entendemos que todos os objetos em queda livre no sujeitos resistncia do ar e prximos da superfcie da Terra caem com a mesma acelerao. O estudo feito traduz em conceito e prtica aquilo que o movimento de queda livre exige, no entanto, pequenos erros ou desvios de valores foram percebidos na velocidade mdia entre a esfera metlica (2,586 m/s) e a bola de papel (2,390 m/s) devido resistncia do ar em relao bola de papel ser maior do que a resistncia em relao bola metlica.
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Arialy12,6030,268852,593
22,5830,27100
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Arialy12,3710,295152,372
22,3720,29500
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Carolina12,5990,269302,594
22,5880,27045
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Carolina12,3980,291852,404
22,4100,29045
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Joo Vitor12,5980,269402,586
22,5740,27195
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Joo Vitor12,4140,289902,422
22,4300,28795
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Jos Lucas12,5770,271602,586
22,5940,26985
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Jos Lucas12,3850,293502,397
22,4080,29060
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Lucas12,5760,271702,579
22,5820,27110
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Lucas12,3120,302702,337
22,3620,29625
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Nayara12,5890,270352,582
22,5740,27185
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Nayara12,4080,290652,417
22,4250,28855
Experimento: Queda Livre - Esfera Metlica
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Thayn12,5870,270552,582
22,5760,27100
Experimento: Queda Livre - Bola de Papel
NOMEEXPERIMENTOVelocidade (m/s)Tempo (s)Veloc. Mdia (m/s)
Thayn12,3500,297852,382
22,4140,28995