Gravidade - queda dos corpos 02

Gravidade - queda dos corpos

A Lei dos “corpos em queda” diz que todos os corpos caem com aceleração constante, uma vez que a força da gravidade acelera todos os corpos com a mesma velocidade.
    

Isso quer dizer o seguinte: a gravidade (a letra “g” na equação) faz com que qualquer objeto (corpo) sofra uma aceleração aproximada de 9,8 metros por segundo ao quadrado (g=9,8 m/s²).

O que impede uma bola de boliche e uma pena de cair com a mesma velocidade é o atrito com o ar. A bola (mais pesada) sofre menos atrito do ar que a pena (mais leve). Essa aceleração é igual para todos os “corpos”, ou seja, se você deixar cair ao mesmo tempo uma bola de boliche e uma pena no vácuo os dois vão chegar ao chão ao mesmo tempo.
    

Por esse motivo que o círculo de papel cai mais lentamente que o cone, que o cone mais largo cai mais lentamente que o cone mais fino. Quanto menos influência do atrito com o ar um objeto sofrer durante a queda mais rápido ele vai chegar ao chão.
    

Mas, se colocarmos o círculo de papel sobre um livro, evitando que o papel sofra atrito com o ar, os dois objetos chegam ao chão ao mesmo tempo, eles caem com a mesma velocidade.
   

Existe um vídeo no Youtube que é fantástico. É uma experiência filmada pela BBC de Londres (Inglaterra) para o programa de ciências de Brian Cox.
    
Nessa experiência Brian Cox deixa cair, ao mesmo tempo, uma pena e uma bola de boliche.

Na primeira experiência a bola de boliche cai muito mais rápido que a pena. Mas, na segunda experiência eles retiram todo o ar do local e deixam os dois objetos caírem no vácuo, ou seja, não existem mais a interferência do atrito com o ar na queda dos dois objetos.

Como Galileu Galilei e Isaac Newton já haviam afirmado os dois objetos chegam ao chão ao mesmo tempo.

Assista ao vídeo clicando no link https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs&t=182s ou fazendo uma pesquisa no Youtube procurando por “gravidade pena bola de boliche” ou por “Brian Cox visits the world’s biggest vacuum chamber” (sem usar as aspas).

História

Personagens que participaram dessa descoberta: Galileu Galilei (queda dos corpos), Isaac Newton (a força da gravidade) e Albert Einstein (a explicação do que é a gravidade).

Galileu Galilei

    
Isaac Newton                                           Albert Einstein

Há mais de 2 mil anos o filósofo grego Aristóteles (uma mente genial e inegável) afirmou de forma incorreta que uma pedra de 2 quilos cairia duas vezes mais rápido que uma pedra de 1 quilo.

Até o século XVII, professores da Universidade de Pisa (Itália) acreditavam que Aristóteles, como era sábio, estava certo. Da mesma forma eles acreditavam e defendiam que a Terra era o centro do Universo, que o Sol girava em torno da Terra, que as andorinhas hibernavam no fundo dos oceanos, etc.

Esses pensamentos eram impostos pela Igreja Católica e quem duvidasse corria o risco de ser preso, torturado, queimado na fogueira, etc.

Foi nessa época que Galileu (1564–1642) observou que uma esfera rolando por um plano inclinado percorria a distância 4 vezes maior em 2 segundos do que em 1 segundo. Dessa forma ele provou que a distância percorrida a partir da queda variava com o quadrado do tempo (g=9,8 m/s²).

Galileu fez outra experiência simplesmente fantástica, ele foi até a torre inclinada de Pizza e deixou cair duas pedras (bolas) com pesos diferentes. E as duas chegaram ao chão ao mesmo tempo.

Naquela época muita gente defendeu a ideia de que os dois objetos chegaram ao chão ao mesmo tempo porque o “diabo” fez com que isso acontecesse.

Existe outra experiência, realizada, em 1971, pelo astronauta David Scott na Lua. A imagem não é boa, mas o astronauta David Scott enquanto estava na Lua (que não tem atmosfera – ar) deixou cair uma pena que segurava na mão esquerda e um martelo na mão direita ao mesmo tempo. O martelo tinha massa de 1,32 quilos contra apenas 3 gramas da pena. Esse experimento foi uma homenagem ao Italiano Galileu Galilei (1564-1642), citado pelo astronauta como alguém importante que estudou a queda dos corpos no campo gravitacional.

Importante lembrar que uma das razões por termos conseguido chegar a Lua foram as experiências de Galileu, considerado o primeiro cientista da história. Para ver o vídeo dessa experiência na Lua clique no link https://youtu.be/hZlZr2JVeq4.

Galileu foi condenado e preso pela igreja Católica pelas ideias que defendia. Mesmo depois de pedir desculpas e dizer que estava errado nas suas afirmações ele acabou morrendo em prisão domiciliar. Galileu só foi “perdoado” (reconhecido que estava certo) pela Igreja Católica no dia 31 de outubro de 1992 pelo Papa João Paulo II.
Fonte: Wikipedia

Gravidade - queda dos corpos

O link da experiência com a pena e a bola de boliche pode ser visto em
https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs&t=182s

Ou você pode fazer uma pesquisa no Youtube procurando por "gravidade pena bola de boliche" ou por "Brian Cox visits the world's biggest vacuum chamber" (sem usar as aspas).
    

Uma forma mais simples de fazer essa experiência é usar 2 pedaços pequenos de papel:

1) deixe os 2 pedaços de papel caírem da sua mão ao mesmo tempo (eles vão demorar praticamente o mesmo tempo para cair);

2) amasse um dos papeis fazendo uma bolinha e novamente deixe os dois caírem da sua mão ao mesmo tempo (a bolinha de papel vai chegar primeiro ao chão porque sofre menos interferência do atrito com o ar);

3) repita a experiência, mas agora segura a bolinha na palma de uma mão e o pedaço de papel sobre um livro na outra mão. Deixe os dois caírem ao mesmo tempo e eles vão chegar ao chão ao mesmo tempo. O livro vai evitar que o pedaço de papel sofra interferência do (atrito) ar.

Essa atividade é boa para mostrar para as crianças que os objetos, não importando o tamanho ou massa, sempre caem com a mesma velocidade, se não sofrerem a interferência do atrito com o ar.

Gravidade - queda dos corpos

Pais
Sempre que possível faça experiências junto com seu(s) filho(s) e explique “por que” essas coisas acontecem. Isso com certeza ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre gravidade ou a queda dos corpos.
História – quando falar sobre Galileu, Isaac Newton ou Albert Einstein.
Educação Artística - exemplo para aprender a usar o transferifor.

Uma ideia para essa atividade é mostrar para os alunos como medir o ângulo das linhas nos 2 círculos para montar um cone mais largo e outro mais fino. Eles podem usar o transferidor para medir os ângulos e confirmar se realmente tem 60^o e 165^o graus.

Importante: se não tiver transferidor o professor pode imprimir o molde para que as crianças recortem e usem esse instrumento.

    
1) Posicionar o ângulo 0^o (zero) sobre um dos lados (uma das linhas) que formam o ângulo;
2) posicionar o centro do transferidor no vértice das duas linhas que formam o ângulo;
3) olhar no transferidor o grau da segunda linha.