Física – Arquitectura Paisagística
Esfera em Queda Livre
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ESFERA EM QUEDA LIVRE
INTRODUÇÃO
Foi Galileu quem estudou correctamente pela primeira vez, a queda de corpos próximos
da superfície terrestre e concluiu que todos os corpos em queda livre, isto é, sem o efeito
da resistência do ar, têm a mesma aceleração, denominada aceleração da gravidade (g),
independentemente das suas massas. O valor da aceleração da gravidade é característico
do campo gravitacional, da Terra (ou de outro planeta, satélite, etc…); não depende do
corpo que se movimenta e varia com a latitude e a longitude. Ao nível do mar e à
latitude de 45°, a aceleração da gravidade na Terra é igual a 9.80665 m/s²
(aproximadamente 9.8 m/s²).
y
h0
P
Figura 1
x
Supomos uma esfera em queda livre, que cai de uma altura h0 para o referencial da
Figura 1. O espaço percorrido pela esfera no instante t é
s=
1 2
gt
2
(1)
onde g a aceleração da gravidade.
OBJECTIVO DA EXPERIÊNCIA
Determinar o valor experimental da aceleração da gravidade local.
MATERIAL UTILIZADO
Esfera de aço.
Dispositivo de lançamento da esfera.
Prato interruptor.
Bases e suportes.
Fios de ligação.
Cronómetro digital.
Régua.
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Ana Rodrigues
Departamento de Física
FCT
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Figura 2. Montagem experimental
A esfera é colocada no dispositivo de lançamento onde é presa entre duas placas
metálicas através de um parafuso. O contacto eléctrico entre os fios ligados às duas
placas é feito através da esfera. Destrava-se a esfera e esta inicia a sua queda ao mesmo
tempo que automaticamente o cronómetro digital inicia a contagem do tempo. Quando a
esfera atinge o prato interruptor o cronómetro pára a contagem do tempo. Desta forma
pode-se medir o intervalo de tempo entre o instante no qual a esfera foi abandonada até
o instante que embate no prato.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Anote nos espaços indicados abaixo, os erros de leitura associados às escalas da
régua e do cronómetro:
Erro de leitura da régua: ………... Erro de leitura do cronómetro:……………..
2. Alinhe a esfera com o prato interruptor de modo a que esfera possa atingir o
centro do prato.
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3. Fixe um valor para a altura inicial h0. É a altura máxima de queda da esfera
nessa experiência, portanto é um valor grande. Meça a altura através da régua
graduada. Coloque o valor medido na Tabela 1.
4. Deixe a esfera cair da altura h0, e anote na Tabela 1 o valor do tempo de queda t1
registado pelo cronómetro. Deixe cair a esfera mais duas vezes da mesma altura,
e anote os valores dos tempos t2 e t3. Coloque os valores na Tabela 1.
5. Repita o mesmo procedimento, para sete alturas menores que a anterior.
Tabela 1
s (cm)
t1 (s)
t2 (s)
t3 (s)
t
t2
ANÁLISE DOS RESULTADOS
1. Calcule os valores médios do tempo ( t ) para cada altura, e escreva na Tabela os
resultados obtidos.
2. Calcule os valores dos tempos médios ao quadrado ( t 2 ) para cada altura, e
escreva na Tabela 1 os resultados obtidos.
3. Faça no computador o gráfico s em função de t .
4. Faça no computador o gráfico s em função de t 2 .
5. Calcule o declive da recta: a =…………. e a ordenada na origem, b =…………..
6. Através do declive da recta obtenha o valor da aceleração da gravidade local.
glocal =……………..
7. Determine o erro percentual entre a aceleração da gravidade obtida
experimentalmente e o valor teórico.
δ% =
g experimental − g teórico
× 100
g teórico
δ % =…………..
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Cálculos:
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Data:…………………
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