Nome : ………………….. 11º Ano Turma: ………… Classificação: …………… Professora: …………….... Disciplina de Física e Química A Ano 2 (Susana Vieira) AL 1.1 – Queda livre Questão - problema Dois atletas com «pesos» diferentes em queda livre experimentam ou não a mesma aceleração? Nesta actividade, pretende-se que o aluno: Distinga força, velocidade e aceleração Reconheça que, numa queda livre, corpos com massas diferentes experimentam a mesma aceleração. Saiba explicar que os efeitos de resistência do ar ou de impulsão podem originar acelerações de queda diferentes. Saiba determinar, a partir das medições efectuadas, o valor da aceleração da gravidade e compará-lo com o valor tabelado O aluno deverá fazer uma montagem experimental com o material disponível de modo a deixar cair corpos de massas diferentes de diferentes alturas. Deverá determinar a velocidade de cada corpo em dois pontos da trajectória e o tempo que leva a percorrer entre esses pontos, de modo a calcular a aceleração da gravidade. Fundamento Teórico Um corpo que cai em circunstâncias que permitem desprezar a resistência do ar, após o instante inicial fica sujeito apenas à interacção gravitacional e diz-se que está em queda livre. Nestas condições, apresenta um movimento uniformemente variado, uma vez que a existência de uma força constante, como a gravítica, a actuar no corpo provoca uma aceleração também constante. A aceleração gravítica é independente da massa dos corpos, o que pode ser facilmente comprovado aplicando as leis de Newton ao estudo do movimento de um corpo em queda livre. Planificação da actividade: 1. Qual é o significado da expressão «corpo em queda livre»? 2. Que força (s) actua (m) na partícula em queda livre? Represente-a (s) e caracterize-a (s). 3. Como varia a velocidade da partícula em queda livre? 4. Como varia a aceleração de uma partícula em queda livre? 5. Atenda às leis de Newton e prove que a aceleração gravítica é independente da massa dos corpos. 6. Proponha um meio de determinar experimentalmente a aceleração gravítica na sala de aula. 7. Duas esferas de igual diâmetro e com densidades diferentes são abandonadas no mesmo instante e de uma mesma altura num local onde o atrito é desprezável. Qual das esferas atinge primeiro o solo? Justifique a sua resposta? Método I - Execução Experimental Material Esquema de montagem ………………………………….……… …………………………………………. …………………………………………. …………………………………………. Procedimento: Registo de dados: Massa: …………..……… Diâmetro: ……………..…… t1 (s) Ensaio t2 (s) t (s) 1 2 3 Tratamento de dados: Ensaio v1(m/s) v2 (m/s) a (m/s2) a di a 1 2 3 1. Determine o valor da aceleração 2. Despreze os atritos e estime o erro relativo na determinação da aceleração do corpo. 3. Qual o ensaio mais preciso? Justifique. 4. Qual o ensaio mais exato? Justifique. r Método II - Execução Experimental Material Esquema de montagem ………………………………….……… …………………………………………. …………………………………………. …………………………………………. ………………………..................... Procedimento: Registo de dados: Massa: …………..……… Frequência do marcador eletromagnético: ……………..…… t(s) Y(cm) Tratamento de dados 1. Usando a calculadora, construa o gráfico y=y (t). Faça aqui um esboço do gráfico obtido. 2. Determine a equação da linha que melhor se ajusta aos pontos do gráfico que obteve. 3. Indique qual o valor da aceleração a que o corpo ficou sujeito. 4. Despreze os atritos e estime o erro relativo na determinação da aceleração do corpo. Conclusão: Qual dos dois métodos foi o mais preciso? Justifique. Qual dos dois métodos foi o mais exato? Justifique.