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Queda Livre
Queda Livre
Queda Livre
MATERIAIS
- Esfera de aço;
- Fita métrica;
- Base com haste;
- Disparador;
- Base/interruptor;
- Cronômetro eletrônico digital;
- Cabos (4).
INTRODUÇÃO
A Queda Livre é um tipo de movimento, que pertence a cinemática, no qual o corpo
abandonado, partindo do repouso, e percorre uma trajetória vertical em direção ao solo, sendo
influenciada devida a ação da gravidade. Esse movimento pode ser considerado um caso
especial do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), pois o corpo percorre
uma trajetória em linha reta e possui sua aceleração constante. Entretanto, na Queda Livre, o
que se difere é que o corpo, ao partir do repouso, possui seu espaço inicial e velocidade inicial
igual a zero (yo=0; v0=0); além que a aceleração que o móvel adquire é igual a gravidade (g).
Matematicamente, a Queda Livre é regida pelas mesmas funções horárias do MRUV, mas
se difere ao considerar y0=0, v0=0 e a=g. Assim, por meio dessas fórmulas é possível
determinar a velocidade do móvel, a altura e o tempo de queda, sendo representas da seguinte
forma:
O movimento da Queda Livre foi descoberto por volta do século XVII pelo físico Galileu
Galilei, no qual o mesmo utilizou o Teorema da Velocidade Média e realizou experimentos na
torre inclinada de Pisa para determinar que todos os corpos caem com aceleração constante
devido ao efeito da aceleração gravitacional, além que isso só pode ser observado no vácuo
pois não há resistência do ar sobre os corpos. Assim, Galileu criou a “Lei dos Corpos em
Queda”, umas das principais propriedades da cinemática.
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PROCEDIMENTOS
Em uma primeira análise, observei os materiais para realizar o experimento durante a aula
prática, onde os mesmos são compostos por uma base fixada em uma haste com um
disparador que libera uma esfera de aço, iniciando a contagem do tempo. Ao ser acionado, a
esfera cai sobre um interruptor posicionado na base, que está conectado ao cronômetro digital,
parando a contagem. Por meio desse experimento é possível determinar a velocidade e
aceleração da esfera em determinado deslocamento por meio das fórmulas abaixo.
Considerando que (y0=0) e sabendo que a esfera parte do repouso (v0=0) e que a aceleração é
igual a gravidade (a=g), reduz as equações:
1 1 𝟐𝐲
y = yo + vo t + gt 2 => y = gt 2 => 𝐠 =
2 2 𝐭²
2y 𝟐𝐲
v = v0 + gt => v = v0 + ( ) t => 𝐯 =
t² 𝐭
Fonte: Elaborado pelo autor.
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De acordo com os valores obtidos na tabela, é necessária uma análise gráfica para melhor
entendimento comportamento do experimento, assim, foi realizado a construção gráfica do
espaço percorrido em função do tempo e o espaço percorrido em função do tempo ao
quadrado, como mostrado a seguir:
Gráfico 01 – y contra t.
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QUESTIONÁRIO
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4 - Trace o gráfico da aceleração em função do tempo, para os dados obtidos da Tabela.
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REFERÊNCIAS