ROTEIRO 03: QUEDA LIVRE

Objetivos

Obter experimentalmente as equações de movimento de um corpo em queda livre;

Determinar a aceleração da gravidade local.

Material Necessário

Cronômetro digital com fonte DC (0-12V)

Sensor STOP com suporte fixador móvel

Eletro-imã com dois bornes e suporte fixador

Trilho em alumínio com reentrâncias para sensores

Tripé estrela com três sapatas niveladoras

Chave liga desliga com quatro bornes

Cabos de ligação especial com 6 pinos banana

Esfera de aço

Sacola com fixador móvel para colher a esfera

Procedimentos

1. Montar o equipamento conforme foto abaixo.

2. Fixar o eletroímã na extremidade do trilho.

3. Ligar o eletroímã à fonte de tensão variável deixando em série a chave liga desliga.

4. Conectar o cabo START (S1) do cronômetro na caixa chave liga desliga.

5. Colocar a esfera de aço em contato com o eletroímã.

6. Colocar o sensor STOP a abaixo da esfera (prestar atenção no diâmetro da

esfera e na posição em que a esfera em queda livre interrompe a contagem do tempo,

ou seja, o cronômetro interrompe a contagem do tempo quando a esfera passar pelo

centro do sensor). Medir com uma régua a primeira medida:

7. Conectar o cabo do sensor STOP ao terminal do cronômetro.

8. Desligar o eletroímã liberando a esfera e anotar o tempo indicado pelo cronômetro.

Repetir o procedimento três vezes e calcular a média dos tempos para cada distância.

9. Deslocar o sensor STOP em 0,150m e repetir os procedimentos acima e completar as

tabelas abaixo:

Nº (m) (m) (m) (s) (s) (s) (s) (m/s2) ( ) ( )

01 0,08

02 0,08

03 0,08

04 0,08

05 0,08

Média

Resultados e Análises

1. Responder às questões:

a) Considerando as forças que atuam sobre um corpo em queda, o que distingue o

movimento em queda-livre do movimento real?

b) Qual a interferência da massa do corpo em seu tempo de queda?

c) Qual a função que relaciona a velocidade de um corpo em queda-livre com o

tempo?

d) Qual a função que relaciona o deslocamento vertical de um corpo em queda-

livre com o tempo?

e) Qual a função que relaciona a velocidade de um corpo em queda-livre com

deslocamento?

2. Construir o gráfico de posição final versus tempo usando os dados do experimento.

3. Construir o gráfico velocidade final versus tempo.

4. Obtenha as equações horárias do movimento em queda livre e da velocidade do

movimento em queda livre para este experimento.

5. Calcule o erro relativo encontrado para o valor experimental da aceleração da

gravidade, pela expressão: