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Ana Beatriz Peça Da Costa

11°1 nº1

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O objetivo principal desta experiência é analisar e compreender o movimento retilíneo de um corpo através da análise do gráfico posição-tempo.

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• Calculadora gráfica

•CBR

• Cabo de ligação

• Folha branca

• Giz

• Fita métrica

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1. Ligar a calculadora gráfica ao sensor de movimento.

2. Pressionar o cursor da calculadora sobre o campo Duração (15 s) para aumentar o tempo da atividade e de seguida configurar a calculadora para iniciar a experiência.

3. De seguida com o sensor de movimento posicionado na posição correta e ligado à calculadora, iniciamos a experiência. A experiência foi iniciada com um colega a segurar uma folha em frente ao sensor de movimento numa posição x (neste caso x=0). De seguida o colega desloca-se no sentido positivo numa velocidade constante até a um ponto a y (y=30, sentido positivo vai de 0 a 30). Quando o colega chega à posição y faz uma pausa de 3 segundos e depois desloca-se no sentido negativo numa velocidade superior de quando se moveu no sentido positivo (sentido negativo vai de 30 a 0).

4. Logo depois analisamos o gráfico obtido pelo movimento do corpo e fizemos as contas apresentadas no tratamento de dados.

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•x inicial= 0,26m

• x final=0,26m

• intervalo de tempo onde houve movimento- [0; 4,45]s e [7,40; 9,90]s

delta t1= 4,45-0=4,45 s

delta t2= 9,90-7,40=2,5 s

• intervalo de tempo onde houve repouso- [4,45; 750]s

delta t3= 7,40-4,45=2,95 s

• intervalo de tempo em que o corpo se afasta de x inicial- [0; 4,45]s

delta t1= 4,45 s

• intervalo de tempo em que o corpo se aproxima de x final-

delta t2= 2,50 s

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A análise dos resultados mostrou que o movimento retilíneo pode ser facilmente compreendido através do gráfico posição-tempo. Este permite distinguir entre um movimento com velocidade constante e um movimento em que a velocidade aumenta ou diminui.

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Determinar, de forma experimental, o valor da aceleração gravítica num movimento de queda livre, investigando se esta depende da massa dos corpos, avaliando os procedimentos realizados e comunicando os resultados obtidos.

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• Cronómetro digital

• Duas células fotoelétricas

• Suporte universal

• Duas esferas de massas diferentes

• Craveira

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1. Identificar e registar, no caderno de apontamentos, as incertezas absolutas de leitura dos instrumentos de medição, numa tabela semelhante à que se segue.

2. Medir a massa (m) e o diâmetro das esferas (∆x) e registar o valor, na tabela que se segue.

3.Efetuar uma montagem semelhante à apresentada no esquema de montagem.

4.Colocar as células fotoelétricas em duas posições ao longo do suporte, uma próxima do eletroíman e a outra numa posição inferior.

5.Alinhar o eixo do feixe das células fotoelétricas com o eixo de largada das bolas no eletroíman (poder-se-á utilizar um pequeno fio de prumo para auxiliar neste alinhamento).

6.Ligar o eletroíman e colocar a esfera na posição central de largada.

7.Ligar o marcador de tempo digital, no modo adequado, e desligar o eletroíman para soltar a esfera.

8.Registar, na tabela II, o tempo de passagem da esfera por cada uma das células fotoelétricas, ∆t1 e ∆t2, bem como o tempo que decorre no movimento entre a primeira e a segunda célula fotoelétrica, ∆t.

9.Repetir o ensaio nas mesmas condições, pelo menos, mais duas vezes.

10.Repetir os pontos 6 a 9 do procedimento utilizando outra esfera de massa diferente

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a) A expressão “queda livre” significa que quando o corpo está a cair está sujeito apenas à força gravítica e as outras interações gravíticas são dispensadas.

b) Aceleração gravítica

c) Sim, já que apesar de todas as forças exercidas na Terra a força gravítica que o sol exerce na Terra é muito maior que as outras forças exercidas na Terra, logo as outras interações gravíticas são desprezáveis.

d) Não, pois o paraquedista não está em queda livre, ou seja apesar da força gravítica que a Terra exerce no corpo existem mais interações gravíticas como por exemplo a resistência do ar que é exercida sobre o paraquedas.

b) O movimento da maçã é retilíneo uniformemente acelerado, já que o módulo da velocidade aumenta e a sua aceleração é constante. Ou os vetores da velocidade e da aceleração têm o mesmo sentido.

c) As acelerações seriam iguais, pois a aceleração não depende da massa.

3. VA= diâmetro/delta ta

4. a= delta c/ delta t

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Determinou-se experimentalmente o valor da aceleração da gravidade, obtendo-se um resultado próximo de 9,8 m/s², em concordância com o valor teórico.

Verificou-se que a aceleração da gravidade não depende da massa dos corpos, confirmando que a queda livre é um movimento uniformemente acelerado.

As pequenas diferenças obtidas podem dever-se a erros de medição e à resistência do ar.

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Identificar forças que atuam sobre um corpo, que

se move em linha reta num plano horizontal, e investigar o seu movimento quando sujeito a uma resultante de forças não nula e nula.

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1. a) Aristóteles acreditava que um objeto só se move continuamente se houver uma força a atuar sobre ele. Na ausência de força, o objeto tenderia a parar.

b) Galileu defendia que um objeto em movimento permanece em movimento retilíneo uniforme a menos que uma força atue sobre ele para alterar o seu estado de movimento.
A diferença reside no facto de Aristóteles necessitar de uma força contínua para manter o movimento, enquanto Galileu considera a inércia como a tendência natural dos objetos manterem o seu estado de movimento.

2. a) Um carrinho tem rodas, o que reduz o atrito em comparação com um bloco que desliza diretamente sobre a superfície.

c) A força responsável por pôr em movimento o conjunto carrinho + corpo suspenso é o peso do corpo suspenso.

d) a=m2:m1+m2 x g

e) O movimento é uniformemente acelerado

f) i) No carrinho atua a força normal, o peso e a força de atrito (se houver). Corpo suspenso atua o peso e a força normal.

ii) No carrinho a resultante das forças é a tensão e no corpo suspenso a resultante das forças é a Força gravítica menos a tensão.

iii) O carrinho irá desacelerar devido à força de atrito até parar.

iv) O gráfico velocidade-tempo terá duas fases: - Uma fase com inclinação positiva (aceleração constante) até o corpo colidir com o solo.

-Uma fase com inclinação negativa (desaceleração constante) até o carrinho parar.

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• Carrinho de atrito reduzido

• Sensor de movimento

• Calculadora gráfica

• Fio

• Massa marcada

• Roldana

• Calha

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1. Medir a massa do carrinho e a massa do corpo suspenso e registar.

2. Fazer uma montagem com um carrinho, que se move sobre um plano

horizontal, ligado por um fio a um corpo que cai na vertical.

3. Verificar que a posição de largada do carrinho dista cerca de 15 cm do

sensor e que o fio tem comprimento suficiente para que o carrinho se

encontre mais ou menos a meio da calha quando o corpo suspenso

embater no solo.

4. Liguar o cabo do CBR à unidade portátil.

Definir a taxa e a duração da recolha de dados para este movimento.

5. Largar o carrinho, deixando-o deslizar pela calha por ação do corpo

suspenso.

6. Obtenha o gráfico velocidade-tempo para o movimento do carrinho, em

todo o percurso sobre a calha.

7. Do gráfico obtido selecionar a parte correspondente ao movimento do

móvel.

8. Verifique que existem duas zonas distintas e aproximadamente lineares

no gráfico. Selecionando os dados experimentais para intervalos de tempo

convenientes, obtenha, para cada uma dessas zonas, a equação da reta de

regressão (use a opção de estatística do sistema de aquisição de dados).

9. Com base nas equações das retas obtidas, obtenha as componentes

escalares da aceleração e da resultante das forças para cada umas das

diferentes fases do movimento do carrinho

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Relacionar a velocidade e o deslocamento de um corpo num movimento retilíneo uniformemente retardado e determinar a aceleração e a resultante das forças de atrito no corpo.

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• Celula fotoelétrica

• Calha

• Bloco de madeira com cilindro preso

• Calha (superfície parcialmente rugosa)

• Cronómetro digital

• Suporte digital

• Craveira

• Fita adesiva de dupla-face

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1. Meça a massa do carrinho e a largura do cilindro

2. Marca uma posição (A) na rampa e larga o carrinho dessa posição

3. Regista o intervalo de tempo medido pelo cronometro devido à passagem do cilindro

4. No plano horizontal, mede a distância entre a posição onde o carro ficou em repouso e a posição da célula fotoelétrica (distância de travagem)

5. Repete os passos 2 a 4 duas vezes

6. Repete os 2 a 5, alterando a posição na rampa de onde o carro é largado, até ter 5 posições diferentes

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Podemos concluir que o carrinho acelera quando está sujeito a uma força resultante não nula e que mantém velocidade constante quando a força resultante é nula. A aceleração experimental revelou-se menor do que a teórica, evidenciando a presença de atrito, que embora reduzido, não foi totalmente desprezável.