Determinação de g

Propósito do experimento

Gravando a trajetória de objetos em queda livre nos permite extrair suas equações do movimento e, em particular, determinar experimentalmente o valor da aceleração gravitacional, g, próximo a superfície terrestre.

Afirma-se que Isaac Newton estava sentado embaixo de uma macieira e foi atingido na cabeça por uma maçã que caiu, que desencadeou a compreensão necessária para chegar a lei universal da gravitação de Newton. Assim, nós também deixamos cair uma maçã para esta experiência. Mas apenas para se divertir usamos um computador Apple. Ele faz um barulho melhor quando atinge o chão.

Video do experimento

Tamanho grande, (1.2 MB, com som) ou Tamanho pequeno (0.4 MB, sem som) versões disponíveis.

Instruções para executar o experimento

1. Execute o applicativo Java clicando neste botão :

1. Digitalize o movimento clicando no objeto em queda. Depois de cada clique, a posição do mouse é gravada e o vídeo avança um frame. Você deve sempre tentar clicar no mesmo ponto do objeto enquanto ele cai. Se você cometer um erro, clique no botão “Desfaz Pt.” no aplicativo, e o último ponto será apagado.

Por favor note: Se você estiver usando uma linha telefonica para fazer este experimento, tenha em mente que pode demorar alguns segundos entre dois frames consecutivos do vídeo que você está digitalizando. Por favor não fique impaciente. Você pode ver quando o próximo frame está pronto observando a área de texto: assim que o resultado do seu último clique aparecer, o próximo frame está pronto para ser processado.

1. Você pode exibir os pontos que você já digitalizou clicando no botão “Plot y(x)”. Ele vai se tornar vermelho e mostrará os pontos sobrepostos no vídeo. Clicando no mesmo botão esconde os pontos digitalizados.

2. Você também pode plotar a trajetória como uma função do tempo clicando no botão “Plot y(t)”. Clicando no botão “Digitalizar” te levará de volta ao modo de coleta de dados.

3. Os dados numéricos que você coletou são exibidos no lado direito do aplicativo. Quando você terminar de digitalizar todos os frames, copie seus dados e exporte para o seu programa de planilhas ou gráficos preferido . Nele você pode ajustar a parábola

   y(t) = a + b·t + c·t2

   aos seus dados. O coeficiente c será g/2, onde g é a aceleração gravitacional próximo a superfície terrestre. (Por que?)

4. Agora produza um gráfico através de seu programa ou capturando a tela do aplicativo.

5. Finalmente, escreva o relatório com seu editor de texto preferido e envie por email para (como anexo) seu professor.