Fundamentação
teórica da experiência:
Um corpo que cai ou é lançado para cima em
circunstâncias que permitem desprezar a resistência do ar, após o instante
inicial fica sujeito apenas à interação gravitacional e diz-se que está em queda livre.
Um
corpo nestas condições apresenta um movimento
uniformemente variado, uma vez que a existência de uma força constante,
como a força gravítica, a atuar no corpo provoca uma aceleração também constante.
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A aceleração
gravítica diz que todos os corpos soltos num mesmo local caem com uma mesma
aceleração, quaisquer que sejam as suas
massas, sendo que a única força que atua sobre o corpo é a força gravítica.
Isto desprezando a resistência do ar. Esta descoberta foi feita por Galileu.
 |
| massa da esfera A e massa da esfera B |
A aceleração gravítica tem as
seguintes caraterísticas:
·
Direção:
vertical;
·
Sentido:
de cima para baixo;
·
À
superfície da Terra o seu valor médio é de 9.8 m/s2.
As leis de Newton
conseguem comprovar facilmente que a massa dos corpos é independente da aceleração
gravítica. Logo as leis de Newton podem ser aplicadas ao estudo do movimento de
um corpo em queda livre.
Onde G
corresponde
à constante de gravitação universal, Mt e m
correspondem à massa de dois corpos e d2 é a distância que separa esses dois corpos.
Mas como o objetivo da experiência era calcularmos a aceleração gravítica utilizamos a seguinte fórmula:
Onde /\s
representa o diâmetro das esferas, /\t o tempo que estas demoraram a cair, /\v
a velocidade a que estas cairam e vf e vi
representam a velocidade final e inicial.
Resultados:
Coclusão:
Na nossa experiência os valores não se
desviaram muito do esperado (deveriam ser iguais a 9,8m/s2 porque o
valor da aceleração gravítica depende do local de onde é lançado, e em Portugal
o valor é 9,8m/s2). A diferença entre a aceleração da esfera de
maior diâmentro (A) e a de menor diâmetro (B) foi de cerca de 0,137 m/s2
(o que não é muito significativo). Sabemos que todos
os corpos libertados num mesmo local caem com uma mesma aceleração gravítica, quaisquer
que sejam as suas massas, sendo que a única força que atua sobre o corpo é a
força gravítica. Isto desprezando a resistência do ar. Por isso é que existe uma pequena diferença entre o
valor esperado e os valores obtidos, devido à resistência do ar, porque na
experiência foi impossível controlar essa variante. Para que isso acontecesse
era necessário estarmos num ambiente de vácuo.
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