AL 1.1. (F) grupo 6

 

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.

Foi Galileu quem observou que, desprezando a resistência do ar, todos os corpos soltos num mesmo local caem com uma mesma aceleração, quaisquer que sejam suas massas. Essa aceleração é denominada aceleração gravítica (), sendo que a única força que atua sobre o corpo é a força gravítica ( ).

Os corpos apenas sujeitos à força gravítica chamam-se graves e dizem-se em queda livre, independentemente do facto de estarem a cair ou a subir.

A aceleração gravitica é independente da massa dos corpos, o que pode ser facilmente comparado aplicando as leis de Newton ao estudo do movimento de um corpo em queda livre:

F_r=F_g

Então:

m.a= G . m_T.m / d²   , ou seja, a=G.m_T/d²

               

A partir da análise da expressão podemos concluir: quando um corpo é lançado na vertical, se os efeitos de resistencia do ar não forem significativos, a aceleração adquirida pelo corpo depende só da massa do planeta e da distância entre os centros de massa do corpo e do planeta.

A aceleração gravítica depende do local onde o corpo é abandonado. Em Portugal, em locais próximos da superfície terrestre, o seu valor é de 9,8 m.s^-2.

Para determinar a aceleração gravítica, utiliza-se o seguinte processo:

Abandona-se de uma altura predefenida duas esferas. Utilizam-se celulas fotoeléctricas e um digimetro, no modo de funcionamento adequado, para medir o intervalo de tempo da passagem da esfera pela celula fotoeléctrica(Δt), e o intervalo de tempo ente a posição inicial e a posição final (Δt2). Determina-se a velociadade instantânea na posição final a partir da relação (Vf=d/Δt) e determina-se a aceleração do movimento a partir da relação (Δv/Δt2) . Abandona-se a esfera de metal de um electroíman para garantir que a velocidade inicial é 0 m/s. Com esta expressão determina-se o valor da aceleração gravítica a partir de valores experimentais.

 

 

 

CONCLUSÃO

 

O valor da aceleração da gravidade (g) é 8,6 m.s^-2  para a esfera A, e 8,3 m.s^-2  para a esfera B, pelo que se pode considerar que a força de atrito foi desprezável. Assim a única força que atua é a força gravítica pelo que se trata de um queda livre.

Os valores determinados experimentalmente não foram muito aproximados ao valor esperado, o que podemos associar a uma má exactidão dos resultados determinados.

Quanto maior é a altura, maior é o tempo de queda e maior é o valor da velocidade a chegar ao chão.

No movimento de queda livre (movimento rectilíneo uniformemente acelerado) a aceleração que se sente é a aceleração da gravidade e esta é constante independentemente da massa dos corpos.
Se dois corpos de massas diferentes, sujeitos apenas à força da gravidade, forem largados da mesma altura, caem lado a lado e chegam ao solo no mesmo instante (se a interacção do ar for desprezável).