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ATIVIDADE PRÁTICA - FÍSICA MECÂNICA - QUEDA LIVRE - UNINTER.pdf
- 1. ATIVIDADE PRÁTICA -FÍSICA MECÂNICA QUEDA-LIVRE Prof. Fernanda Fonseca ROTEIRO EXPERIMENTAL QUESTÕES ORIENTADORAS (Utilize as informações dessa seção para compor um texto de Fundamentação Teórica para o relatório) A) O que é o fenômeno de Queda-Livre? Explique. B) Qual a relação do fenômeno com o MRUV? Explique. C) Quais as equações do MRUV que podem ser utilizadas para o estudo da Queda-Livre? D) Qual a aceleração gravitacional terrestre média próxima à superfície? E) Explique o experimento de Galileu Galilei para estudo da Queda-Livre. F) Resolva o seguinte problema como exemplo de aplicação das teorias no estudo da Queda Livre: Se a resistência do ar sobre as gotas de chuva pudesse ser desprezada, poderíamos considerar essas gotas objetos em queda livre. As nuvens Ninbustratus que dão origem às chuvas estão em alturas típicas de cerca de 2000 m de altura acima do solo. Qual a velocidade (em m/s) de uma gota ao atingir o solo, considerando essa gota um objeto em queda livre? PARTE 1 – EXPERIMENTO COM LABORATÓRIO VIRTUAL DA ALGETEC Materiais • Laboratório Virtual da Algetec – Queda Livre (acesso pela Aula 9)
- 2. Procedimentos Experimentais 1. Acesseo Laboratório Virtual da Algetec de Queda-Livre pelo link disponível na AULA ATIVIDADE PRÁTICA disponível na página da disciplina no AVA. 2. Inicie o experimento de Queda-Livre. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Cronômetro” para visualizar os acoplamentos e cabos. 3. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o cabo vermelho e o arraste para a posição indicada para conectar o eletroímã ao cronômetro.
- 3. 4. Confira sea conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 5. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo amarelo para a posição indicada.
- 4. 6. Confira sea conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 7. Clique com o botão esquerdo do mouse arrastando o cabo azul em destaque e coloque-o na posição indicada.
- 5. 8. Confira sea conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 9. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo do eletroímã até a posição indicada na chave lig/des.
- 6. 10.Confira se aconexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 11.Em seguida, conecte o cabo que vai do cronômetro para a chave lig/des.
- 7. 12.Confira se aconexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 13.Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Bancada”.
- 8. 14.Clique com obotão esquerdo do mouse na fonte de alimentação do cronômetro e arraste-a para a posição em destaque. 15.Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. Agora é possível visualizar a tela do cronômetro no canto superior direito da tela.
- 9. 16.Clique com obotão esquerdo do mouse no botão “Power” para ligar o cronômetro. 17.Clique com o botão esquerdo do mouse no botão da chave para que ele mude de posição, acionando a chave e ligando o eletroímã. Uma luz vermelha pequena deve ficar acesa indicando que o eletroímã está ligado.
- 10. 18.Clique com obotão direito do mouse na esfera menor (Massa = 7 g) e selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para que a mesma seja posicionada no eletroímã.
- 11. 19.A esfera ficarápresa no eletroímã, conforme a figura abaixo. 20.Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Eletroímã” e observe o diâmetro da esfera, seu valor é igual a 12mm. Registre esse valor.
- 12. 21.Clique com obotão esquerdo do mouse na opção de câmera “Plano vertical”. Em seguida clique no sensor e mova-o posicionando 100mm abaixo da esfera. Observe que, como o diâmetro da esfera menor é de 12mm, você deverá mover o sensor até a posição 112 mm. 22.Clique com o botão esquerdo do mouse na chave (lig/des) para desligar o eletroímã fazendo com que a esfera caia.
- 13. 23.Após a quedada esfera é possível verificar o tempo no visor do cronômetro. Anote este valor na Tabela de Dados 1. 24.Após registar o valor do tempo do cronômetro, clique em RESET para zerá-lo novamente.
- 14. 25.Clique com obotão esquerdo do mouse na chave lig/des para ligar novamente o eletroímã. 26.Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção “Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para repetir o experimento com a mesma esfera.
- 15. 27.Retorne a BANCADAe repita os passos 22 e 23 para repetir o experimento com a mesma esfera. Repita o experimento 5 vezes (coletando cinco medidas de tempo) para a esfera de 7 g, e preencha a Tabela de Dados 1. TABELA DE DADOS 1 - Esfera MENOR de m=7 g Posição (mm) y v (m/s) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) (mm) 12 0 0 0 0 0 0 0 0 - 112 212 312 412 512 100 200 300 400 500
- 16. 2 2 8.Realize o experimentopara cada esfera com o sensor nas posições 112 mm, 212 mm, 312 mm, 412 mm, 512 mm com a esfera de massa 7 g e preencha a Tabela de Dados 1. 9.Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção “Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione a opção “Posicionar na mesa” para trocar de esfera. 30.Repita o experimento com a esfera maior (m=57 g) , que possui 24 mm de diâmetro, colocando o sensor nas posições 124 mm, 224 mm, 324 mm, 424 mm e 524 mm. Registre as medidas na Tabela de Dados 2.
- 17. TABELA DE DADOS2 – Esfera MAIOR de m=57 g Posição (mm) y v (m/s) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) (mm) 24 0 0 0 0 0 0 0 0 - 124 224 324 424 524 100 200 300 400 500 31.Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 푡 + 푡 + 푡 + 푡 + 푡 1 2 3 4 5 푡푚é푑푖 표 = 5 3 3 2.Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 3.Determine a aceleração gravitacional 푔 e preencha a Tabela de Dados. Utilize ∆푦 em metros para esse cálculo. 2 ∙ ∆푦 푔 = 푡푚é푑푖 표² 3 3 4. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre de cada esfera (para a esfera de 7 g e depois para a esfera de 57 g). Esses valores são iguais? Explique. 5.Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 푣 = 푔 ∙ 푡
- 18. 3 3 6.Construa o gráficoda Posição em função do Tempo médio (푦 × 푡푚é푑푖표) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? 7.Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio (푣 × 푡푚é푑푖표) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? 38.Compare os tempos de queda de ambas as esferas. Houve diferenças significativas? Explique. PARTE 2 – EXPERIMENTO PRÁTICO Material • • • Lápis Borracha escolar Cronômetro Procedimentos Experimentais 39.Marque em uma parede vertical plana as alturas de 2,50 metros, 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro medidos a partir do solo. 40.Solte uma borracha escolar da posição 2,50 m e meça o tempo de queda com o cronômetro. Repita o processo 5 vezes e registre na Tabela de Dados 3. TABELA DE DADOS 3 v (m/s) Posição (m) y (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -
- 19. 1,00 1,50 2,00 2,50 1,00 1,50 2,00 2,50 41.Repita o processode medição do tempo de queda da borracha escolar para as outras marcações de 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro de altura e preencha a Tabela de Dados 3. 42.Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 푡 + 푡 + 푡 + 푡 + 푡 1 2 3 4 5 푡푚é푑푖 표 = 5 4 4 3.Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 4.Determine a aceleração gravitacional 푔 e preencha a Tabela de Dados. Utilize ∆푦 em metros para esse cálculo. 2 ∙ ∆푦 푔 = 푡푚é푑푖 표² 4 4 5. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre da borracha escolar. Registre. 6.Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 푣 = 푔 ∙ 푡 47.Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (푦 × 푡푚é푑푖표) para a queda da borracha escolar.
- 20. 48.Construa o gráficoda função da Velocidade em função do Tempo médio (푣 × 푡푚é푑푖표) para a queda da borracha escolar. ANÁLISE E TRATAMENTO DE DADOS 49.Compare a aceleração gravitacional determinada nos experimentos com o laboratório virtual e no experimento prático. Houve diferenças significativas entre os valores encontrados e o valor médio da aceleração da gravidade terrestre de 9,80655 m/s²? Se sim, explique as possíveis causas. 5 5 5 0.Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Posição em função do Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? Justifique. 1.Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Velocidade em função do Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? Justifique. 2.Quais as principais características do MRUV que podem ser observadas no movimento de Queda-Livre?