APROXIMAÇÃO DO MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE A PARTIR DE UM MOVIMENTO DE QUEDA REAL

...

Logo, determinou-se o deslocamento escalar , em que o móvel sofreu quando se move de até , com a seguinte equação:[pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8]

O cronômetro digital a pedido do professor foi testado e logo após zerado antes de cada teste, para que não houvesse nenhum tipo de erro nos resultados.

Para dar sequência ao experimento posicionou-se o corpo móvel no espelho plano de fixação magnética, localizado na parte inferior da bobina, fazendo com que este corpo ficasse atraído antes de realizar a queda. Logo após foi acionado o sensor de largada e o corpo de prova esférico realizou o movimento de queda livre. Esse processo foi repetido cinco vezes em uma posição escolhida, com sentido de crescimento no eixo y, realizando uma trajetória retilínea. Anotou-se, para cada vez, o tempo de queda. Em seguida foi calculado o tempo de queda médio para os cinco lançamentos.

O valor aproximado de aceleração gravitacional “g” é de 9,81 m/s2, pois usou-se a aceleração ideal e não a aceleração real. [pic 9]

2.3 Velocidade do móvel

Foi feito a dedução da velocidade ao instante que o corpo foi solto.

Para calcular a velocidade no instante que passa por , com a seguinte equação :[pic 10]

[pic 11]

E a velocidade no instante que passa por :[pic 12]

(3)[pic 13]

Com os dados obtidos anteriormente, calculou-se o valor provável da aceleração gravitacional com a equação de Torriceli:

[pic 14]

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Através dos experimentos feitos em laboratório, foram obtidos resultados que caracterizam o movimento de queda livre. Este movimento acontece numa trajetória retilínea em que existe um ∆t (variação do tempo) e um ∆y (variação do deslocamento), sendo que estes valores crescem ou diminuem de forma diretamente proporcional um do outro.

No teste foram feitas cinco quedas e os sensores estavam na posição 0,1m e 0,5m. Foi obtido durante a trajetória nenhuma variação de tempo média, em segundos, como mostra a Tabela 1:

Tabela 1. Dados referentes ao intervalo de tempo ∆t e do experimento[pic 15]

Medidas

[pic 16]

[pic 17]

1

0,179

2

0,179

3

0,179

4

0,179

5

0,179

[pic 18]

0,179

Durante o 0,179s de queda entre um sensor e outro, houve uma variação de deslocamento, em metros, que são expressos logo abaixo, utilizando a equação 1:

1 = 0,5 – 0,1[pic 19]

[pic 20]

Como exposto em sala de aula, sabe-se que o valor da aceleração real e o da aceleração ideal são diferentes. A segunda é de consenso usar o valor aproximado de 9,8m/s², atentando-se a usar três algarismos significativos. A velocidade no instante seguinte ao soltar o sensor de largada foi igual a 0.

Logo após o corpo de prova ser solto, ele passou pela localização , utilizando a equação 2, obteve-se para os três experimentos velocidades iguais a:[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

OBS.: a velocidade negativa é desconsiderada pois, não tem sentido físico.

Continuando seu percurso, o corpo de prova, passa por , obteve-se com a equação 3, velocidades iguais a:[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

É simples notar a partir dos resultados obtidos, que não existe uma diferença no valor da velocidade no instante inicial e no instante final. Pois, o inicial em ambos os testes a velocidade é 0 m/s e no final é 4,55m/s. Este fato acontece pelo fato da distância entre os sensores ser a mesma em todos os testes. [pic 27]

Conclui-se que o movimento realizado em função da trajetória e do comportamento das velocidades é o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).

Pela variação das velocidades nas suas determinadas posições, implica dizer que o corpo sofreu uma aceleração (real). A partir dos dados obtidos anteriormente pode-se calcular através da equação 4, o valor provável da aceleração gravitacional. O valor encontrado foi:

[pic 28]

[pic 29]

Pelos cálculos realizados a afirmação de que a aceleração ideal é diferente da real, verdadeiramente é comprovada, pois houve uma variação nos valores. Porém, mesmo com tal diferença, ainda sim os valores de aceleração estão próximos. Pois, não pode haver uma diferença muito grande entre os valores reais do ideal.

Posteriormente, pela análise minuciosa dos resultados de variação de posição (deslocamento), variações nas velocidades e nas acelerações, conclui-se que o MRUV, mais especificamente a queda livre, é um movimento complexo e ao mesmo tempo surpreendente. No teste foi encontrado um valor igual nas acelerações, que foi: 6,3m/s². Com isso se percebe que com a variação do tempo e do deslocamento no movimento irá gerar acelerações diferentes. E que todas as acelerações reais obtidas são maiores que a ideal. Caracterizando o movimento como retilíneo e uniformemente variado e, além disso, ele é acelerado, porque a velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal. [pic 30]

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Abordou-se no relatório o conceito de queda livre, um movimento que acontece numa trajetória retilínea, em que os corpos realizam no vácuo ou quando desprezamos a resistência