Aula prática – Física geral e Experimental Mecânica

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA

Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO

Aula: A3_MOVIMENTO UNIFORME E VARIADO E QUEDA LIVRE

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

Caracterizar o movimento de um objeto através das grandezas que compõe a Cinemática: deslocamento, velocidade média e aceleração média.

INFRAESTRUTURA

Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:

LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA

Equipamentos:

• Computador com acesso à internet

~ 1 unid. 1 aluno

SOLUÇÃO DIGITAL

Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Movimento Retilíneo Uniformemente Variado – MRUV”.

O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida.

O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.

EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)

Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento/Atividade no 1 (Virtual)

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)

Atividade proposta: Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade média e aceleração média, compreendendo e estimando a velocidade média e a aceleração média de um objeto em movimento.

Procedimentos para a realização da atividade:

Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento MOVIMENTO RETILÍNEO

UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV), que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da

Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.

Ao abrir a tela inicial, clique em “Modo experimento”.

Assim, teremos:

 Montando e ajustando o experimento:

Arraste o nível bolha até o plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do mouse e sobre ele e arrastando-o.

 Nivelando a base:

Nivele a base, clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção “Nivelar base”.

Os “pés” da base do plano inclinado serão ajustados, deixando a bolha do nível centralizada.

 Posicionando o ímã:

Arraste o ímã até a indicação em vermelho no plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do mouse. Esse ímã será usado posteriormente para fixar o carrinho.

 Posicionando fuso elevador:

Posicione o fuso elevador, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso e arrastando- o para uma das posições em destaque. A posição destacada em verde é para pequenas inclinações e a posição destacada em amarelo é para grandes inclinações.

Neste experimento usaremos a posição para grandes inclinações.

 Posicionar o sensor:

Posicione o sensor em 300 mm na régua, clicando com botão esquerdo do mouse no sensor. O sensor será utilizado para medir o tempo decorrido no movimento do carrinho.

Observe a escala que aparece no canto da tela. O ponto branco que aparece no sensor, como destacado em vermelho, é o ponto de ativação.

 Ajustando a inclinação da rampa:

Inicie a etapa de regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão. Inicie a etapa de regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão direito do mouse no fuso elevador e selecionando a opção “Girar fuso”.

Com o fuso na posição de grandes inclinações, ajuste o ângulo para 10° clicando com o botão esquerdo do mouse nas setas “Subir” e “Descer”.

 Ligando o multicronômetro:

Visualize o cronômetro, em detalhes, acessando a câmera “Cronômetro”, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o menu lateral esquerdo.

Conecte a fonte de alimentação do multicronômetro na tomada, clicando e arrastando com o botão esquerdo do mouse sobre a fonte.

Para ligar o multicronômetro, clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”.

Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” para voltar à seleção de funções.

Para selecionar uma das funções que aparecem no visor, clique com o botão esquerdo do mouse nos botões azuis.

Para ajustar valores, clique com o botão esquerdo do mouse nas setas.

 Conectando o cabo no multicronômetro:

Conecte o cabo do sensor na porta S0 do multicronômetro, clicando e arrastando com o botão esquerdo do mouse, conforme demonstrado abaixo.

 Operando o multicronômetro:

Selecionando o idioma.

Selecionando função: Clique no botão destacado em verde até que apareça a função “F3 10PASS 1SEN”. Em seguida, clique no botão destacado em vermelho para selecionar a função.

Número de intervalos: Clique na seta destacada em amarelo para escolher o número de intervalos (dez) e, então, no botão destacado em verde para confirmar.

Você está pronto para começar o experimento.

 Posicionando o carrinho:

Acesse a câmera “Plano inclinado”.

Para que não desça a rampa antes do desejado, arraste o carrinho até o ímã, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele.

O carrinho permanecerá em repouso até que o ímã, que o mantém nesta posição, seja retirado.

 Retirando o ímã:

Acesse a câmera “Bancada”.

Solte o carrinho, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o ímã. O carrinho será solto e descerá pelo plano inclinado. O sensor medirá o intervalo de tempo entre marcações existentes sobre o carrinho.

 Realizando as leituras dos resultados:

Clique com o botão esquerdo do mouse no botão destacado em amarelo para verificar os resultados e no botão destacado em verde para repetir o experimento.

Leia o resultado do experimento.

Clique nas setas destacadas em amarelo para ver os pontos de medidas e seus resultados.

Devido às marcações existentes sobre o carrinho, o sensor captará medidas de tempo nas marcações 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm, 144 mm, 162 mm e 180 mm.

 Anotando e avaliando os resultados:

Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo e anote os valores encontrados considerando as posições (S) e o tempo (t) para cada uma delas. O tempo ao quadrado (t2) deverá ser calculado com o valor do tempo (t) obtido.

Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela semelhante à demonstrada a seguir.

Intervalos Vm (m/s)

S0 a S2

S2 a S4

S4 a S6

S6 a S8

S8 a S10

Para o cálculo da velocidade, utilize a equação para a velocidade média em cada um dos intervalos de posição e tempo:

v =

∆S

∆t

Com os dados de velocidade média da tabela e os intervalos de tempos, construa o gráfico de velocidade em função do tempo, obtenha a aceleração e monte a função horária do movimento.

Assim, com os dados obtidos e calculados, responda:

1. Construa o gráfico S x t (Espaço x Tempo).

2. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído?

3. Construa o gráfico S x t2 (Espaço x Tempo2).

4. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x Tempo2 ”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído?

5. Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela. Para isso, deve-se utilizar a equação v =

∆S

∆t

em que:

 ∆S2 = S2 − S0; ∆t2 = t2 − t0

 ∆S4 = S4 − S2; ∆t4 = t4 − t2

 ∆S6 = S6 − S4; ∆t6 = t6 − t4

 ∆S8 = S8 − S6; ∆t8 = t8 − t6

 ∆S10 = S10 − S8; ∆t10 = t10 − t10

6. Construa o gráfico v x t (velocidade x tempo).

7. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “velocidade x tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? (Lembre-se que no MRUV, a velocidade é dada por v = vo + at)

8. Qual a aceleração média deste movimento?

9. Ainda utilizando o gráfico, encontre a velocidade inicial do carrinho no t0. Para isso, basta extrapolar o gráfico e verificar o valor da velocidade quando a curva “cruza” o eixo y.

10. Diante dos dados obtidos e dos gráficos construídos, monte a função horária do experimento.

11. Por que é possível afirmar que esse movimento é uniformemente variado?

12. Faça o experimento com a inclinação de 20° e compare os resultados.

Checklist:

 Acessar seu AVA;

 Clicar no link do experimento MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO  MRUV;

 Montar e ajustar o experimento;

 Nivelar a base;

 Posicionar o ímã;

 Posicionar o fuso elevador;

 Posicionar o sensor;

 Ajustar a inclinação da rampa;

 Utilizar o multicronômetro;

 Realizar o experimento;

 Avaliar os Resultados.

RESULTADOS

Resultados de Aprendizagem:

Como resultados dessa prática será possível caracterizar o movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), fornecer a equação horária da posição e da velocidade de um móvel em MRUV a partir de suas observações e medições, construir diferentes gráficos envolvendo as principais variáveis físicas do MRUV e interpretar os gráficos das variáveis do MRUV.

ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR

Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:

Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Descrição (em abnt) das referências utilizadas

FÍSICA GERAL E

EXPERIMENTAL MECÂNICA

Roteiro

Aula Prática

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA

Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO

Aula: A4_MOVIMENTO BIDIMENSIONAL

OBJETIVOS

Definição dos objetivos da aula prática:

Caracterizar o movimento de um objeto em queda livre, comprovando que um corpo ao percorrer um trajeto em queda livre realiza um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV). Assim, com base nas equações do movimento de queda livre, será possível determinar a aceleração da gravidade.

INFRAESTRUTURA

Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:

LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA

Equipamentos:

• Computador com acesso à internet

~ 1 unid. 1 aluno

SOLUÇÃO DIGITAL

Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Queda Livre”. O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida.

O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.

EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)

Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

Procedimento/Atividade no 1 (Virtual)

QUEDA LIVRE

Atividade proposta: Caracterizar o movimento de queda livre e calcular a aceleração da gravidade.

Procedimentos para a realização da atividade:

Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento QUEDA LIVRE, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem

realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.

Ao abrir a tela inicial, clique em “Modo experimento”.

CONTINUA …