Este documento descreve um experimento para medir a aceleração da gravidade usando células fotoelétricas e esferas de diferentes massas. O objetivo é mostrar que todos os corpos em queda livre, independentemente de sua massa, experimentam a mesma aceleração devido à gravidade. Os resultados experimentais são analisados para calcular a aceleração da gravidade e compará-la com o valor tabelado.

1. Professor Luís Gonçalves
A.L. 1.1 – QUEDA LIVRE
Física-Química A
11º Ano A, A1, B
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Dois atletas com pesos diferentes, em queda livre, experimentam ou não a mesma aceleração?
OBJECTIVOS
 Distinguir força, velocidade e aceleração.
 Reconhecer que, numa queda livre, corpos com massas diferentes experimentam a mesma aceleração.
 Explicar que os efeitos da resistência do ar ou de impulsão podem originar acelerações de queda
diferentes.
 Determinar, a partir das medições efectuadas, o valor da aceleração da gravidade e compará-lo com o
valor tabelado.
INFORMAÇÕES
A queda livre é o movimento de um corpo que, partindo do repouso, está sujeito apenas à interacção gravítica.
A única força que actua sobre o corpo é a força gravitacional.
O corpo, próximo da superfície da Terra, move-se, na vertical, com movimento rectilíneo uniformemente
acelerado. Qualquer corpo em queda livre, independentemente da sua massa, move-se com aceleração
constante. A aceleração do movimento é a aceleração gravítica (g), cujo valor depende do local onde o corpo é
abandonado. Em zonas próximas da superfície terrestre, o seu valor-padrão é cerca de 9,8 m.s-2
É possível determinar, experimentalmente, o valor da aceleração gravítica utilizando processos diferentes.
Um dos processos consiste em abandonar um corpo de uma determinada altura, por exemplo, uma bola. À
medida que a bola se move, na vertical, passa através de células fotoeléctricas que estão ligadas a um
digitímetro.
O valor da aceleração gravítica pode ser calculado através da definição de aceleração média:

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Professor Luís Gonçalves
MATERIAL
 2 células fotoeléctricas,
 Suporte universal,
 Digitímetro,
 Garra,
 3 nozes,
 Balança,
 Craveira,
 Esfera,
 Tubo de plástico.
Incerteza associada às medições com a craveira: _________________
Incerteza associada às medições com o digitímetro: _________________
PROCEDIMENTO
1. Faça a montagem experimental esquematizada na figura.
Respeite as marcas indicadas no suporte universal. O tubo
deverá estar verticalmente alinhado com as células
fotoeléctricas.
2. Meça o diâmetro da esfera com uma craveira. Registe a
sensibilidade da craveira. Registe correctamente o valor do
diâmetro.
3. Pese a esfera. Registe a sensibilidade da balança. Registe a
massa correctamente.
4. Ligue a célula fotoeléctrica mais alta ao digitímetro.
Seleccione o digitímetro na posição adequada. Coloque o ecrã
do digitímetro a zeros.
5. Deixe cair a esfera pelo tubo. Registe o tempo de passagem da esfera pela fotocélula superior, Δt1
6. Coloque o digitímetro a zeros e repita o passo anterior mais duas vezes.
7. Desligue a célula fotoeléctrica mais alta e ligue a mais baixa ao digitímetro. Coloque o ecrã do
digitímetro a zeros.
8. Deixe cair a esfera pelo tubo. Registe o tempo de passagem da esfera pela fotocélula inferior, Δt2
9. Coloque o digitímetro a zeros e repita o passo anterior mais duas vezes.
10. Ligue as duas fotocélulas ao digitímetro. Seleccione o digitímetro na posição adequada .
11. Deixe cair a esfera pelo tubo. Registe o tempo que a esfera demora entre as duas células Δttotal
12. Repita o passo anterior mais duas vezes.
13. Solicite a outro grupo informações relativas a uma esfera com massa diferente da utilizada.

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Professor Luís Gonçalves
REGISTOS DE RESULTADOS E OBSERVAÇÕES
Esfera
Massa, m
[kg]
Diâmetro, x
[m]
Δt1
[s]
Δt2
[s]
Δttotal
[s]
1
2
TRATAMENTO DOS RESULTADOS
1. Complete a tabela que se segue calculando as velocidades de passagem por cada uma das fotocélulas, a
aceleração gravítica e o erro percentual associado ao valor experimental δ % (considere g= 9,8 m.s-2
)
Esfera
Média Δt1
[s]
v1 = Δx/Δt1
[m.s-1
]
Média Δt2
[s]
v2 = Δx/Δt2
[m.s-1
]
Média Δttotal
[s]
a = (v2 – v1)
Δttotal
δ %
1
2
2. Que erros experimentais influenciam mais a exactidão dos resultados obtidos.

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3. Será correcto considerar como velocidades instantâneas as velocidades médias calculadas? Porquê.
4. Explique o significado da expressão “um corpo em queda livre” e indique se a queda das esferas pode ser
considerada uma “queda livre”
5. Responda à questão-problema: “Dois atletas com «pesos» diferentes, em queda livre, experimentam ou não
a mesma aceleração?”
6. Considerando o material disponível elabore um procedimento experimental que lhe permitisse relacionar o
valor da aceleração da gravidade com a altura da queda.
7. Que conclusão estaria à espera de obter na questão 6.