62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 1. Áreas Clássicas de Fenomenologia e suas Aplicações

Métodos experimentais para determinar aceleração da gravidade

Aldeize da Silva Santos 1 Polari Batista Corrêa 1

1. Universidade Federal do Oeste do Pará - UFOPA

INTRODUÇÃO:

No decorrer da história, o homem sempre se preocupou em estudar os fenômenos da natureza. Aristóteles (séc.IV.a.C) classificou os elementos da natureza como: ar, água, terra e fogo. Ele percebeu que existia uma força responsável por atrair os elementos pertencentes à terra (HEWITT, 2002 ). No entanto, não se sabia, nessa época, o que de fato era responsável por tal atração. Johannes Kepler (1571-1630 d.C) percebeu que os planetas descreviam orbitas elípticas ao redor do Sol influenciados por uma "força". Entretanto, somente a partir dos estudos de Galileu-Galilei (1564-1642 d. C), foi que a aceleração da gravidade "g" passou a ser melhor entendida, pois ele demonstrou que corpos desprezados de uma determinada altura, alcançariam o solo ao mesmo tempo independentemente de suas massas e com a mesma aceleração. Isaac Newton (1642-1727 d.C) formulou a Lei da Gravitação Universal e fez estudos a respeito do fenômeno das marés. Para ele, a causa de tal fenômeno ocorria em virtude da aceleração gravitacional da Lua sobre a Terra e, em menor escala, do Sol (NUSSENSVEIG, 2002). Este trabalho abordará a influência da aceleração gravitacional exercida em nosso planeta decorrente da interação Terra-Lua-Sol e serão demonstradas duas maneiras experimentais para determinar "g".

METODOLOGIA:

Foram realizadas pesquisas bibliográficas sobre o tema e experimentos para coleta de dados com utilização de dois métodos: queda livre e pêndulo simples, sendo ambos com objetivo de encontrar a aceleração da gravidade "g". Para se realizar o experimento de "queda livre", utilizou-se uma esfera maciça, a qual foi desprezada de diferentes alturas (2,00; 1,5; 1,00 e 0,50)m e cronometrados os respectivos tempos de queda do objeto. Em seguida, para calculo do valor de "g", utilizaram-se as equações do movimento uniformemente variado, que relaciona a altura com o tempo de queda. Em se tratando do "pêndulo simples", o mesmo foi posto para oscilar com um ângulo de 15 graus em relação a vertical e medido seu período de oscilação, sendo que foram utilizados comprimentos diferentes no fio ( 1,00; 0,75; 0,50;0,25)m. Para obtermos a aceleração gravitacional, utilizamos as equações do movimento harmônico simples.

RESULTADOS:

Por meio do método da queda livre o valor da aceleração da gravidade "g" encontrado foi de g = (9,56 ± 2,20)m/s². Em relação ao método do pêndulo simples, o resultado obtido para "g" foi de g = (10,02 ± 0,22)m/s². Se compararmos com o valor encontrado na literatura, encontramos os seguintes valores para g: 9,81m/s² (CHAVES, 2001); 9,80m/s² (SYMON apud MAROJA, 2005); o livro do GREF apresenta o valor de 9,803 m/s² para a gravidade ao nível do mar, além de especificar os valores de 9,794 m/s² e 9,776 m/s² no Pico da Neblina e no Monte Everest, respectivamente e para Alberto Gaspar (2002) 9,8 m/s². Se compararmos os resultados obtidos nos experimentos com a consulta na literatura, pode-se considerar que se aproxima do valor real. Entretanto, é preciso considerar que esses valores são para latitudes diferentes, logo não podem ser iguais. No tratamento de dados foram obtidas as médias aritméticas do valor da aceleração da gravidade para cada altura utilizada no experimento, no caso da queda livre. Para o pêndulo simples, "g" foi calculada utilizando cada comprimento de fio. Em seguida, obteve-se a média aritmética das gravidades encontradas em cada um dos métodos para que obtivéssemos resultados mais precisos e exatos.

CONCLUSÃO:

O estudo a respeito da aceleração gravitacional é de fundamental importância para compreendermos a influência do Sol e da Lua em nosso planeta. Em se tratando das medidas experimentais, levou-se em consideração os erros instrumentais e metodológicos, além de sistemáticos e aleatórios ocorridos durante a realização do experimento e que podem ter influenciado no resultado. Entretanto, pôde-se notar que as medidas encontradas estão dentro da faixa da margem de erros que compreende o valor real de "g". Consideramos o método utilizado bastante propício para se trabalhar nas escolas de educação básica, pois a prática experimental ajuda na melhor compreensão de fenômenos físicos do cotidiano dos alunos, proporcionando uma aprendizagem significativa.

Palavras-chave: Medidas, Experimentação, Gravidade.