Aceleração da Gravidade

1. INDRODUÇÃO

De acordo com o Prof. Domingos S.L. Soares, a estória não é comprovada, mas reza a lenda que o cientista italiano Galileu Galilei (1564-1642) deixou cair vários objetos, pesados e leves, do alto da torre para mostrar que eles caíam com a mesma velocidade.

Na verdade, ele mostrou que os objetos caíam com a mesma aceleração. A aceleração é uma medida da variação da velocidade à proporção que o tempo passa.

Esta é a aceleração da gravidade local, no caso, do local onde está situada a torre de Pisa.

É claro que se os corpos forem abandonados do alto da torre a partir do repouso, eles cairão com a mesma velocidade... E conseqüentemente chegarão ao chão no mesmo intervalo de tempo.

A aceleração da gravidade vale aproximadamente 10 m/s2 . Quer dizer, a cada segundo a velocidade aumenta 10 m/s. Isto equivale a 36 km/h a cada segundo.

A aceleração da gravidade é o resultado da força de atração que a Terra exerce sobre todos os corpos. Esta afirmação é justificada pela lei da gravitação universal proposta, no século XVII, pelo grande cientista Isaac Newton (1642-1727).

Se a Terra fosse uma esfera perfeita, a aceleração da gravidade seria a mesma em todos os lugares sobre a sua superfície. Como ela não é perfeita, isto é, não é homogênea e possui a forma de um geóide, que é mais ou menos como uma pêra achatada, o valor da aceleração da gravidade varia de local para local. Por exemplo, no Rio de Janeiro, no Observatório Nacional, a aceleração da gravidade vale 9,787899 m/s2, conforme registrado no livro das Efemérides Astronômicas, de 1999, publicado pelo próprio Observatório. A aceleração da gravidade em Belo Horizonte, no Departamento de Física, da UFMG, vale 9,7838163 m/s2. A diferença é minúscula, porém importante e deve ser levada em conta, como veremos em alguns exemplos simples, a seguir.

A atração gravitacional é maior no Rio de Janeiro porque o Rio está mais próximo do centro da Terra, relativamente a Belo Horizonte, que está a uma altitude de 850 metros.

O peso de um corpo é o nome que damos à força de atração gravitacional que a Terra exerce sobre o corpo. A aceleração da gravidade local é proporcional ao peso de um corpo qualquer, de acordo com a lei da gravitação universal de Newton.

Quando utilizamos uma balança de mola, estamos fazendo uma medição do peso do objeto e, portanto, da aceleração da gravidade local. O que nos interessa realmente, na vida diária, é a massa do objeto, pois esta grandeza indica a quantidade de matéria existente no objeto. A massa é obtida através de uma calibração (isto é, de uma aferição) apropriada da balança. Ao dizer "o meu peso é 70 kg", após utilizar uma balança, cometo um erro conceitual. O correto seria dizer "a minha massa é 70 kg".

Conclui-se imediatamente do exposto acima que a calibração de uma balança depende do valor da aceleração da gravidade local.

Convém lembrar que certas balanças, denominadas balanças de comparação, não dependem do valor da aceleração da gravidade. O valor da massa de um objeto é obtido através da comparação do objeto com massas-padrão.

Isto parece pouco, mas em operações comerciais que envolvam centenas de toneladas pode-se ter umas diferenças apreciáveis, acarretando lucro ou prejuízo enormes... e ambos ilegais!     

2. OBJETIVO

Determinar experimentalmente a aceleração da gravidade no Campus PUC Minas Poços de Caldas utilizando o método de queda livre.

3. MATERIAS E EQUIPAMENTOS LTILIZADOS

Materiais: