Como os objetos caem

Como os objetos caem
Objetos “caindo para baixo” e objetos “caindo para frente”
Vamos investigar hoje como ocorre a queda dos objetos. Conhecemos muito bem esse
fenômeno no nosso dia-a-dia, mas a Física pode nos dar mais detalhes sobre ele.
I.
Queda livre – objeto subindo e descendo
1. Jogue um objeto para cima e deixe que ele volte até sua mão. Descreva o movimento
da melhor forma que pode.
2. Esboce gráficos de posição, velocidade e aceleração em função do tempo para o
movimento. Deixe claro qual é o sistema de referência que está utilizando. Nós
faremos medidas e obteremos esses gráficos experimentalmente, você poderá
comparar os que esboçou com o resultado das medidas.
3. Vamos fazer medidas de posição e tempo para o movimento com o tracker. Repita o
movimento filmando-o e meça x(t) com o tracker.
4. Trace, no tracker, o gráfico x(t). Para isso clique com o botão direito do mouse sobre
a tabela de valores e selecione “analisar”. Deixe apenas o gráfico x(t) desenhado, para
isso desmarque, na parte superior à direita, as marcações sobre outras quantidades
que não sejam x e t.
5. Qual é o formato do gráfico? Selecione, na janela do gráfico, “analisar” e “ajustes de
curva”. Em “fit name”, escolha o tipo do gráfico que acha que ajustará bem à sua
curva. Ajustou? Se sim, temos importantes conclusões a tirar! Lembre-se, um
movimento com velocidade constante tem equação de movimento x(t)=xo+v.t,
movimento com aceleração constante tem equação de movimento
x(t)=xo+vo.t+a.t2/2. Ou seja, se o gráfico x(t) é uma reta, isso é um bom indício que o
movimento tem velocidade constante, se o gráfico x(t) é uma parábola, isso é um bom
indício que o movimento tem aceleração constante. O que conclui sobre o movimento
de queda livre medido?!
6. Na janela do gráfico, o tracker te fornece a função que ajusta ao gráficos, com valores
de a, b e c no caso de uma função de 2º grau. Da equações x(t) fornecida pelo tracker,
obtenha os valores da velocidade inicial e da aceleração do movimento. Analise os
sinais de vi e a, veja se estão de acordo com o que você esperava.
7. A aceleração que você encontrou é chamada aceleração da gravidade. O valor preciso
dela é g=9,8 m/s2. O seu valor ficou próximo desse valor preciso?
É curioso que todos os objetos caem com a mesma aceleração quando estão em queda livre.
Chamamos de queda livre o movimento em que a única força que atua sobre o objeto é seu
próprio peso. Isso significa que se você soltar uma caneta ou uma bola de boliche da janela, elas
cairão até o chão exatamente juntas! Duvida? Então faça a medida da aceleração da gravidade
para um objeto com peso muito diferente do que você já usou! Faça mesmo!
II.
Movimento de projétil – objeto caindo para baixo enquanto se move
para “frente”
1. Fique de frente para um(a) colega e jogue um objeto para que ele(a) o segure.
Mantenha as suas mãos e as mãos de seu colega na mesma altura. Vamos estudar
esse movimento.
2. O objeto sobe ao mesmo tempo que vai para frente, depois desce ao mesmo tempo
que continua indo para frente. Descreva esse movimento tentando analisar o que
ocorre com sua velocidade, se é acelerado.
3. Podemos estudar esse movimento observando, separadamente, como ele se move na
horizontal e como ele se move na vertical. Descreva novamente o movimento,
dizendo como é o movimento apenas do ponto de vista horizontal e como é o
movimento apenas do ponto de vista vertical.
4. Filme o movimento e analise-o no tracker.
5. Faça gráficos x(t) e y(t). Algum desses gráficos corresponde a movimento com
velocidade constante? Algum desses gráficos corresponde a movimento com
aceleração constante? Explique porquê. Apresente seus resultados à professora.
6. Obtenha, através do tracker, as equações dos gráficos x(t) e y(t).
7. Quais são os valores vix, viy? Essas são as componentes do vetor velocidade, qual é o
valor da velocidade inicial? Ou seja, qual é o módulo desse vetor? (Se você não sabe
ainda, o módulo, v, e as coordenadas, vix, viy, de um vetor se relacionam como:
v2=vix2 +viy2)
8. Qual é o valor da aceleração na direção horizontal e qual é o valor da aceleração na
direção vertical?
9. Descreva novamente o movimento, agora você deve ter muito mais para falar a
respeito dele. Apresente suas conclusões à professora.