Relatório Física Experimental - Queda Livre

1. Objetivo

O experimento tem como objetivo o estudo do movimento em queda livre e a determinação da gravidade local através do experimento

2. Resumo

Utilizando um cronometro eletrônico para tornar o experimento preciso, medimos o tempo de queda de uma esfera metálica. Com isso, analisar os dados que resultaram na gravidade local, que varia considerando altitude da cidade.

3. Introdução Teórica

No experimento de queda livre ideal, consideramos o atrito e resistência do ar como desprezíveis. Uma vez feita essa consideração, o experimento se torna um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.) definido por:

x(t) = x0 +v0t + 1/2at² (1)
V = v0 +at (2)

Sendo a = g

Considerando x0 = v0t = 0:

x = ½ gt² (3)
V = gt (4)

Em diferenças de tempo muito pequenas, mais próximas de 0 possível, a velocidade em qualquer ponto se torna cte:

Δx/Δt = V (5) → dx/dt = v (6)

Como podemos observar na (1) é uma função potencial:

Y = axn (7)

O gráfico de x(t) é uma parábola que pode ser linearizada em papel di-log. No gráfico, a potência n é determinada pela tangente do gráfico por: n= Δ log y / Δ log x =[log (y2) – log (y1)]/ [log (x2) – log(x1)] (8) e o coeficiente a é obtido diretamente do gráfico no ponto x=1, pois para x=1, y=a ou fazendo a=y(x)/axn, para quaisquer pontos (x,y) tomados dos pontos pertencentes ao gráfico.

E o coef. a é obtido onde x=1, tornando y = a.

Para o calculo da velocidade média utilizou-se das expressões :
V(tn)=....... sendo que tn=......... onde tn é dado em segundos e v(t) é dado em m/s. Utilizou-se tbm da expressão do valor médio para o calculo das médias:
Xmed= 1/n.... Para realizar o calculo da do erro entre o resultado experimental e o teórico utilizou-se da expressão:
E%=........
Finalizando o experimento calculo-se a energia potencial do sistema pela expressão: