QUESTÕES ORIENTADORAS
(Utilize as informações dessa seção para compor um texto de Fundamentação
Teórica para o relatório)
A) O que é o fenômeno de Queda-Livre? Explique.
B) Qual a relação do fenômeno com o MRUV? Explique.
C) Quais as equações do MRUV que podem ser utilizadas para o estudo da
Queda-Livre?
D) Qual a aceleração gravitacional terrestre média próxima à superfície?
E) Explique o experimento de Galileu Galilei para estudo da Queda-Livre.
F) Resolva o seguinte problema como exemplo de aplicação das teorias no
estudo da Queda Livre:
Se a resistência do ar sobre as gotas de chuva pudesse ser
desprezada, poderíamos considerar essas gotas objetos em queda
livre. As nuvens Ninbustratus que dão origem às chuvas estão em
alturas típicas de cerca de 2000 m de altura acima do solo. Qual a
velocidade (em m/s) de uma gota ao atingir o solo, considerando essa
gota um objeto em queda livre?
PARTE 1 – EXPERIMENTO COM LABORATÓRIO VIRTUAL DA ALGETEC
Materiais
1. Acesse o Laboratório Virtual da Algetec de Queda-Livre pelo link
disponível na AULA ATIVIDADE PRÁTICA disponível na página da
disciplina no AVA.
2. Inicie o experimento de Queda-Livre. Clique com o botão esquerdo do
mouse na opção de câmera “Cronômetro” para visualizar os
acoplamentos e cabos.
3. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o cabo vermelho e o
arraste para a posição indicada para conectar o eletroímã ao
cronômetro.
4. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo.
5. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo amarelo para a
posição indicada.
6. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo.
7. Clique com o botão esquerdo do mouse arrastando o cabo azul em
destaque e coloque-o na posição indicada.
8. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo.
9. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo do eletroímã
até a posição indicada na chave lig/des.
10.Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo.
11.Em seguida, conecte o cabo que vai do cronômetro para a chave lig/des.
12.Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo.
13.Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Bancada”.
14.Clique com o botão esquerdo do mouse na fonte de alimentação do
cronômetro e arraste-a para a posição em destaque.
15.Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. Agora é
possível visualizar a tela do cronômetro no canto superior direito da tela.
16.Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power” para ligar o
cronômetro.
17.Clique com o botão esquerdo do mouse no botão da chave para que ele
mude de posição, acionando a chave e ligando o eletroímã. Uma luz
vermelha pequena deve ficar acesa indicando que o eletroímã está ligado.
18.Clique com o botão direito do mouse na esfera menor (Massa = 7 g) e
selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para que a mesma seja
posicionada no eletroímã.
19.A esfera ficará presa no eletroímã, conforme a figura abaixo.
20.Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Eletroímã”
e observe o diâmetro da esfera, seu valor é igual a 12mm. Registre esse
valor.
21.Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Plano
vertical”. Em seguida clique no sensor e mova-o posicionando 100mm
abaixo da esfera. Observe que, como o diâmetro da esfera menor é de
12mm, você deverá mover o sensor até a posição 112 mm.
22.Clique com o botão esquerdo do mouse na chave (lig/des) para desligar
o eletroímã fazendo com que a esfera caia.
23.Após a queda da esfera é possível verificar o tempo no visor do
cronômetro. Anote este valor na Tabela de Dados 1.
24.Após registar o valor do tempo do cronômetro, clique em RESET para
zerá-lo novamente.
25.Clique com o botão esquerdo do mouse na chave lig/des para ligar
novamente o eletroímã.
26.Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção
“Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione
a opção “Posicionar no plano vertical” para repetir o experimento com a
mesma esfera.
27.Retorne a BANCADA e repita os passos 22 e 23 para repetir o
experimento com a mesma esfera. Repita o experimento 5 vezes
(coletando cinco medidas de tempo) para a esfera de 7 g, e preencha a
Tabela de Dados 1.
28.Realize o experimento para cada esfera com o sensor nas posições 112
mm, 212 mm, 312 mm, 412 mm, 512 mm com a esfera de massa 7 g e
preencha a Tabela de Dados 1.
29.Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção
“Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione
a opção “Posicionar na mesa” para trocar de esfera.
30.Repita o experimento com a esfera maior (m=57 g) , que possui 24 mm
de diâmetro, colocando o sensor nas posições 124 mm, 224 mm, 324 mm,
424 mm e 524 mm. Registre as medidas na Tabela de Dados 2.
31.Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e
preencha a Tabela de Dados.
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5
32.Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do
sensor, e preencha a Tabela de Dados.
33.Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados.
Utilize ∆𝑦 em metros para esse cálculo.
𝑔 =2 ∙ ∆𝑦𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜²
34. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre
de cada esfera (para a esfera de 7 g e depois para a esfera de 57 g).
Esses valores são iguais? Explique.
35.Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do
sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados.𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡
36.Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜)
para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo
de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)?
37.Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio
(𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera
maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática,
Cúbica, etc)?
38.Compare os tempos de queda de ambas as esferas. Houve diferenças
significativas? Explique.
PARTE 2 – EXPERIMENTO PRÁTICO
Material
• Lápis
• Borracha escolar
• Cronômetro
Procedimentos Experimentais
39.Marque em uma parede vertical plana as alturas de 2,50 metros, 2,00
metros, 1,50 metros e 1,00 metro medidos a partir do solo.
40.Solte uma borracha escolar da posição 2,50 m e meça o tempo de queda
com o cronômetro. Repita o processo 5 vezes e registre na Tabela de
Dados 3.
41.Repita o processo de medição do tempo de queda da borracha escolar
para as outras marcações de 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro de
altura e preencha a Tabela de Dados 3.
42.Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e
preencha a Tabela de Dados.
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5
43.Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do
sensor, e preencha a Tabela de Dados.
44.Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados.
Utilize ∆𝑦 em metros para esse cálculo.
𝑔 =2 ∙ ∆𝑦
𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜²
45. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre
da borracha escolar. Registre.
46.Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do
sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados.𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡
47.Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜)
para a queda da borracha escolar.
48.Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio
(𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da borracha escolar.
ANÁLISE E TRATAMENTO DE DADOS
49.Compare a aceleração gravitacional determinada nos experimentos com
o laboratório virtual e no experimento prático. Houve diferenças
significativas entre os valores encontrados e o valor médio da aceleração
da gravidade terrestre de 9,80655 m/s²? Se sim, explique as possíveis
causas.
50.Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Posição em função do
Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica,
etc)? Justifique.
51.Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Velocidade em função do
Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica,
etc)? Justifique.
52.Quais as principais características do MRUV que podem ser observadas
no movimento de Queda-Livre?
