relatório al 1.1

Física e Química A 11ºAno

2012/2013

QUESTÃO – PROBLEMA:

- Dois atletas com “pesos” diferentes, em queda livre, experimentam ou não a mesma aceleração?

OBJETIVOS:

Distinguir força, velocidade e aceleração.

Reconhecer que, numa queda livre, corpos com massas diferentes experimentam a mesma aceleração.

Explicar que os efeitos de resistência do ar ou de impulsão podem originar acelerações de queda diferentes.

Determinar, a partir das medições efectuadas, o valor da aceleração da gravidade e compará-lo com o valor

tabelado.

INTRODUÇÃO:

A queda livre é o movimento de um corpo que, partindo do repouso e desprezando a

resistência do ar, está sujeito, apenas à interação gravítica.

A única força que atua sobre o corpo é a força gravitacional (figura 1).

O corpo move-se, na vertical, com um movimento retilíneo uniformemente acelerado.

Qualquer corpo, em queda livre, independente da sua massa, move-se com

aceleração constante.

A aceleração do movimento é a aceleração da gravidade ( ).

Características do vector :

- Direção: Vertical

- Sentido: dirigido de cima para baixo

Escola Secundária de Penafiel 1

ESCOLA SECUNDÁRIA DE PENAFIEL

ACTIVIDADE PRÁTICO – LABORATORIAL AL 1.1 – QUEDA LIVRE

RELATÓRIO

Nome: ________________________________________________ Nº ______ Turma: _______

Nome: ________________________________________________ Nº ______ Grupo: _______

Nome: ________________________________________________ Nº ______ Turno: _______

Nome: ________________________________________________ Nº _______

Professor(a): _______________________________ Classificação: ____________________

Figura 1


2012/2013

- Valor: depende da latitude, da altitude e do planeta. À superfície da Terra o seu valor é de 9,8 m s-2

É possível determinar, experimentalmente, o valor da aceleração da gravidade, utilizando processos diferentes.

Um dos processos consiste em utilizar um aparelho, designado por Smart Timer (figura 2). Com o Smart Timer, a

célula fotoelétrica e a régua de barras, a aceleração da gravidade pode ser rápida e facilmente determinada

experimentalmente. A aceleração pode ser obtida matematicamente, através de medidas da distância e do

tempo, ou através de leitura direta.

Para calcular a aceleração a partir de medidas de tempo, pode ser usada a seguinte expressão de cálculo:

Em que:

e

Note que t não é t2, mas sim ½t2 (ver figura 3).

t = ½ t1 + ½ (t2 - t1) = ½ t1 + ½ t2 - ½ t1, logo

t = ½ t2

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

MATERIAL:


Figura 2


2012/2013

- Smart Timer

- Célula fotoeléctrica

- Régua de barras fornecida com o Smart Timer

- Plasticina

EXECUÇÃO

PARTE 1 - DETERMINAÇÃO DIRETA DA ACELERAÇÃO

1. Monte a célula fotoelétrica no suporte, tal como mostra a figura 2.

2. Insira a ficha da célula no canal 1 do Smart Timer. Programe o Smart Timer para a opção Acceleration e

dentro desta, a opção One Gate.

3. Segure a régua de barras numa posição de modo a cair verticalmente através da célula fotoelétrica e

igualmente de modo a que o padrão de 5 cm bloqueie durante a queda o feixe infravermelho da célula.

NOTA: deverá ter em conta as seguintes situações para melhor precisão dos resultados:

A régua de barras deverá ser largada num ângulo de 90º em relação à célula fotoelétrica e de modo a

que não rode durante a queda.

O padrão de 5 cm deverá ser o único a cortar o feixe da célula. Caso contrário terá que repetir o

procedimento.

A régua deverá passar completamente através do feixe infravermelho.

4. Pressione a tecla START/STOP e largue de seguida a régua de barras.

5. Repita o procedimento 5 vezes e calcule a média dos valores da aceleração.

6. Repita os passos 1 a 5, mas com a seguinte modificação: utilize uma régua de barras com plasticina.

PARTE 2 - DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO A PARTIR DAS MEDIDAS DE TEMPO E DISTÂNCIAS

7. Repetir os passos 1 a 5 da Parte 1, mas com a seguinte modificação: o aparelho para as opções Time e

dentro dessa, a opção Fence. Registe os valores de t1 e t2 e execute os cálculos para determinar o valor da

aceleração em m s-2.

8. Repetir novamente o passo 7 da Parte 2, mas com a seguinte modificação: utilize uma régua de barras com

plasticina.

REGISTO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS E TRATAMENTO DE RESULTADOS

PARTE 1 - DETERMINAÇÃO DIRETA DA ACELERAÇÃO

a / cm s-2 a/ m s-2 ā / m s-2 Desvios Incerteza δ %



2012/2013

absolutos absoluta

m1(barra)

m2(barra + plasticina)

Resultado 1: g =_______________ ± ________________ ( )

Resultado 2: g =_______________ ± ________________ ( )

PARTE 2 - DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO A PARTIR DAS MEDIDAS DE TEMPO E DISTÂNCIAS

t1 /s t2 /s v1 / m s-1 v2 / m s-

1

a/m s-2 ā/m s-2 Desvios

absolutos

Incerteza

absoluta

δ %

m1(barra)

m2(barra +

plasticina)

Resultado 1: g =_______________ ± ________________ ( )

Resultado 2: g =_______________ ± ________________ ( )

QUESTÕES PÓS-LABORATORIAIS

1. Na realização desta actividade laboratorial, usaram-se duas réguas e duas esferas, do mesmo material mas

com massas diferentes. Porquê?



2012/2013

2. Com base nos resultados obtidos, pode considerar o movimento da régua um movimento de queda livre?

Justifique.

3. Que conclui quanto à exactidão do valor que determinou? Indique fontes de erro experimentais que mais

influenciaram a exatidão dos resultados obtidos.

4. Responda à questão problema.


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