A.L. 1.1 – Queda livre (Grupo F)

Fundamentação Teórica:

Um corpo encontra-se em “queda livre” quando cai de uma certa altura, em determinadas circunstâncias que permitem desprezar a resistência do ar e que, após um curto período de tempo, fica apenas sujeito à ação gravitacional. É, também, importante mencionar que este corpo tem, obrigatoriamente, que ter uma velocidade inicial igual a zero. Este movimento, consoante o referencial, pode ser uniformemente acelerado ou retardado e retilíneo.

Para realizarmos esta experiência, devemos ter conhecimento de duas leis fundamentais, ambas de Newton:

è     Lei da Dinâmica;

è     Lei da Gravitação Universal;

                   

                               

                                   
Parte Experimental:

- Objetivo da experiência: 

   Calcular a aceleração gravítica de um corpo em queda-livre.

- Material utilizado: 

. Duas células fotoelétricas;
. Um digitímetro;
. Uma esfera metálica;
. Uma mola de madeira;

- Processo experimental:

1º Mediu-se o diâmetro da esfera metálica;

2º Posicionamos as células fotoeléctricas e o digitímetro para determinarmos os intervalos de tempo.

3º Visto não termos uma máquina de vácuo disponível para "largarmos" a esfera metálica da altura pretendida, de modo que não sejam aplicadas quaisquer tipos de forças, utilizamos uma mola de madeira.
(O facto de não termos utilizado a máquina de vácuo, alterou significativamente os resultados finais)

4º De seguida, largámos a esfera de uma determinada altura, três vezes. Inicialmente, apenas com uma célula fotoelétrica ligada, (velocidade média, Δt₁) e, por último, com duas células fotoelétricas ligadas (velocidade instantânea, Δt2).

- Atividade experimental:

 Ø    Dados:

Esfera Metálica:
Massa:	0,01645 kg
Diâmetro:	1,1 cm = 0,011m

 Ø Ensaios:

Nota: Efetuamos três medições para realizarmos o cálculo da velocidade final e da aceleração gravítica para que no final seja possível calcularmos o valor da média, assim obtemos valores mais precisos.

Cálculos:

       

      ·   Velocidade final:

               (0.005632+0,005793+0,005697):3 = 0,0057073

              Vf  =  diâmetro  =     0,011       =    1,927356193 m/s

                           Δt₁            0,0057073

        ·  Aceleração Gravítica:

              (0,17838+0,17644+0,17723):3 = 0,17735

     Vi = 0.

             Ag =     Δv     = 1,927356193   ~  10,9 m/s²

                           Δt2               0,17735




Conclusão: 

    Os resultados obtidos não foram exactamente 9,8 m/s², pois não reunimos as condições necessárias para que o diâmetro da esfera passa-se exatamente no centro dos sensores. A aceleração gravítica (Ag) não depende em nada da massa do corpo, mas sim da massa da Terra e, também, da distância entre os centros de massa do corpo e do planeta. Este valor de aceleração é constante.