revisão do plano inclinado de galileu - Campus Erechim

II Encontro de Educação, Ciência e
Tecnologia do IFRS Câmpus Erechim
II MOSTRA TÉCNICA
04 a 08 de novembro de 2014
REVISÃO DO PLANO INCLINADO DE GALILEU
ZULIAN, Marco A¹.; PERINAZZO, Henrique¹; BARBOSA, Luiz G.¹
¹Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul, Câmpus Erechim. Bolsista: [email protected]; Orientador: [email protected]
RESULTADOS
INTRODUÇÃO
O físico italiano Galileu Galilei realizou o experimento do plano inclinado em meados
do século XVI demonstrando que a queda de um corpo não depende de sua massa, e que o
espaço percorrido por um corpo é proporcional ao quadrado do tempo. Conhecido como “O
experimento Alfa”, o plano inclinado foi de grande importância, pois ajudoua refutar as
antigas teorias de Aristóteles acerca do movimento de queda livre, além de estabelecer as
bases da pesquisa e do método científico.
OBJETIVOS
Neste trabalho propomos uma revisão do experimento do plano inclinado de Galileu,
a partir do qual se obtem as relações entre o espaço e o tempo para um movimento
uniformemente acelerado. Portanto, o objetivo principal é demonstrar que existe uma
constante da natureza que relaciona espaço e tempo, sendo esta a aceleração. Além disso
mostramos que esta constante é dependente do âgulo de inclinação do plano, mas que
devido as forças dissipativas é impossível calcular o valor ideal da aceleração.
Observa-se que com o aumento da
distância a ser percorrida , maior o intervado de
tempo de descida. Com o aumento do ângulo de
inclinação, a taxa de variação da velocidade é
maior, o que pode ser observado pela inclinação
das curvas da Figura 2, que mostram a distância
percorrida em função do tempo para as
inclinações de 15º, 30º, 44º e 60º. Para esses
mesmos
ângulos
verificou-se
que
as
acelerações são de 1,69, 3,02, 4,34 e 6,45 m/s²
respectivamente, conforme a Figura 3 que
mostra a aceleração em função do ângulo.
Ainda, observou-se que com o aumento do
ângulo de inclinação, maior é o trabalho das
forças dissipativas, o que pode ser observado na
Figura 4 que é um gráfico do trabalho da força
de atrito em função da distância para os
diferentes ângulos de inclinação. É isto que
impede a medida do valor ideal da aceleração a
durante a descida da esfera no plano inclinado.
Figura 2: Distância em função do tempo.
MATERIAIS E MÉTODOS
Para a realização do experimento, foi construido um plano de ângulo variável, que
permite a realização de medidas do tempo de descida de uma esfera maciça em diferentes
ângulos de inclinação. O comprimento do plano inclinado foi dividido em quatro partes iguais
de 0,5 metros. A partir dos quais a esfera foi abandonada e se mediu o tempo de descida
até a base e em diferentes ângulos (15, 30, 44 e 60 graus). Para cada ângulo foi calculada a
aceleração da esfera que, em média, foi igual para as quatro posições de lançamento. Ainda
foi obtida uma relação entre a aceleração e o ângulo de inclinação do plano.
Figura 3: Aceleração em função do ângulo.
Figura 4: Trabalho do atrito em função da distância
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme os resultados observou-se que quanto maior a distância a ser percorrida,
maior é o tempo de descida da esfera. Ainda, a taxa de variação da velocidade é constante
para cada ângulo, porém aumenta com o aumento do ângulo de inclinação do plano. Tais
resultados são compatíveis com os do experimento Alfa de Galileu Galilei. Ainda, as forças
dissipativas ficam maiores com o aumento do ângulo de inclinação do plano, o que torna
impossível uma medida ideal da aceleração da esfera durante a descida.
REFERÊNCIAS
JOHNSON, George, Os dez experimentos mais belos da Ciência. 1ª ed. Larousse do Brasil, 2008. 224 pg.
CREASE, Robert P.Os dez mais belos experimentos científicos 1ª ed. Zahar. 2006. 200 pg.
Figura 1: Plano Inclinado de ângulo variável.
REALIZAÇÃO:
Galileu; O ombro gigante da física. Coleção gênios da Ciência. Duetto Editorial. 2ª ed..Scientific American Brasil. 2012. 98 pg.
APOIO: