Queda livre: medindo g na sala de aula
O experimento clássico que virou 10 minutos de aula
Experimento da quinzena
Objetivo
Determinar experimentalmente o valor de g e comparar com o valor tabelado, discutindo fontes de erro.
Materiais
- 1× Vernier Photogate (ou Go Direct Photogate)
- 1× Régua Picket Fence (a de listras pretas que acompanha o Photogate)
- 1× LabQuest 3, computador ou tablet com Graphical Analysis (grátis)
- Suporte universal ou base rígida para fixar o Photogate
Passo a passo
- 1
Monte o Photogate na horizontal
Fixe o Photogate na altura da cintura do aluno, com o feixe atravessando na horizontal e espaço livre embaixo para a Picket Fence cair.
- 2
Configure o software
No Graphical Analysis, selecione modo 'Picket Fence' (o software já conhece o espaçamento das listras — 5,0 cm entre bordas).
- 3
Solte a Picket Fence
Segure a régua verticalmente, alinhada com o feixe, e solte sem impulso. Ela deve passar inteira pelo Photogate.
- 4
Leia o gráfico v × t
O software plota velocidade em função do tempo automaticamente. É uma reta.
- 5
Ajuste linear
Selecione o trecho da queda e aplique 'Linear Fit'. O coeficiente angular é o valor de g medido.
- 6
Repita 3 vezes
Peça 3 quedas por grupo e calcule a média. A dispersão típica é menor que 0,1 m/s².
O que esperar do gráfico
Gráfico v × t linear com coeficiente angular entre 9,7 e 9,9 m/s² (erro < 1% em relação ao valor tabelado de 9,81 m/s²).
Como conecta com a BNCC
EM13CNT301
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas envolvendo fenômenos físicos, químicos e biológicos.
O aluno formula a hipótese (aceleração constante), coleta dados quantitativos e valida — ou refuta — o modelo teórico. Não é 'demonstração de professor'; é ciência que o aluno faz.
Gancho ENEM / Vestibular
ENEM 2023 — Ciências da Natureza
ENEM 2023 trouxe questão sobre movimento uniformemente variado envolvendo tempo de queda de um objeto e cálculo de altura. Alunos costumam decorar as fórmulas sem conectar com o significado físico de g.
Como o sensor ajuda o aluno a entender
Quando o aluno vê o gráfico v × t se formar em tempo real conforme a régua cai, entende que g é o próprio coeficiente angular — não um número mágico da fórmula. As equações passam a fazer sentido geométrico.
Dica prática da quinzena
Sem Photogate? Use Vernier Video Analysis (grátis)
Se a escola ainda não tem o Photogate, grave a queda de um objeto com o celular em câmera lenta (240 fps se disponível). Importe o vídeo no Vernier Video Analysis (aplicativo gratuito) e o aluno marca a posição quadro a quadro. O software calcula velocidade e aceleração automaticamente. É o mesmo experimento, com precisão pouco menor, custo zero.
Equipamento desta edição
Photogate + Picket Fence
Representante oficial no Brasil. Nota fiscal, garantia local e suporte em português.