Atividades Pibid Ufrj Fisica

XX Simpsio Nacional de Ensino de Fsica

So Paulo, SP - 21 a 25 de Janeiro de 2013

ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO MBITO DO

PIBID/UFRJ - FSICA

PIBID FISICA - UFRJ So Paulo, XX SNEF 2013

1

Apresentao

O subprojeto do Programa Institucional de Bolsas de Iniciao

Docncia PIBID/CAPES, em andamento no curso de Licenciatura em Fsica da

UFRJ foi implementado segundo a proposta da CAPES, de estabelecer

dinmicas de trabalho com objetivo de promover a articulao integrada da

educao superior do sistema federal com a educao bsica do sistema

pblico, em proveito de uma slida formao docente inicial; de elevar a

qualidade das aes acadmicas voltadas formao inicial de professores

nos cursos de licenciaturas das instituies federais de educao superior; de

estimular a integrao da educao superior com a educao bsica no ensino

fundamental e mdio, de modo a estabelecer projetos de cooperao que

elevem a qualidade do ensino nas escolas da rede pblica.

Apresenta-se nesta coletnea uma mostra de aes do PIBID-Fisica

que convergem para a sala de aula, aes que promovem a antecipao da

formao prtica dos alunos da licenciatura atravs do seu contato com a

realidade escolar; fruto de uma dinmica de trabalho com a co-participao dos

integrantes dos trs grupos institucionais para desenvolver os materiais

didticos e estabelecer estratgias e atividades concretas de aprendizagem em

cada uma das escolas participantes. O trip de atuao da equipe formado

por: supervisores (3 professores do Ensino Mdio alocados em 3 escolas da

SEDUC-RJ); monitores bolsistas de Iniciao Docncia (15 alunos de

Licenciatura em Fsica, distribudos 5 por escola) e professores do Instituto de

Fsica (4 orientadores de iniciao docncia incluindo um coordenador)

Os roteiros esto distribudos pelos temas: Medidas, Astronomia,

Mecnica, Energia, Eletricidade e Magnetismo, Ondas e ptica, Fsica

Moderna e Visitas a Espaos de Cincia. Os roteiros resultam da interao dos

supervisores: responsveis pelo desenvolvimento dos programas

fundamentados no Projeto Pedaggico de cada Unidade; dos orientadores:

responsveis pela conduo dos referenciais tericos que visam a formao

tanto dos licenciandos quanto dos alunos do ensino mdio, de forma a atender

o desenvolvimento das habilidades/capacidades transferveis para o

ensino/aprendizagem das cincias; e dos monitores bolsistas: responsveis por


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redigir textos, construir materiais, auxiliar o professor em sala de aula e avaliar

o resultado da utilizao desse materiais.

As escolas da rede pblica estadual (SEEDUC-RJ) para onde

convergem as aes do PIBID Fsica so: Colgio Estadual Marechal Joo

Baptista de Mattos, Av. Brasil, 19644, Acari, Rio de Janeiro RJ; Colgio

Estadual Aydano de Almeida; Rua Comendador Nunes Martins 1337, Centro,

Nilpolis RJ; CIEP 389 - Ginsio Pblico Haroldo Barbosa, Rua Amadeu

Lara, 977, Nova Olinda, Nilpolis RJ. Os professores responsveis pela

superviso dos monitores nestas escolas so respectivamente: Almir Guedes

do Santos; Marco Adriano Dias; Saionara Moreira Alves das Chagas

Os alunos do curso de Licenciatura em Fsica, selecionados de acordo

com o rendimento acadmico, que participaram da confeco dos materiais

so: lef de Almeida, Aline Pedroso da Costa; Anderson da Silva Cunha;

Daniel da Silva Granha; Elizabeth de Oliveira Galhardi; Emerson Moratti Junior;

Fernando Meda Torres; Jean Coelho Ferreira; Jobson Lira Santos Jr.; Jlio

Csar Gallio da Silva; Leonardo dos Santos Marques de Queiroz; Leonardo

Rodrigues de Jesus; Marcio Ferreira Lacerda; Paulo Henrique de Sousa Silva;

Thairon Souza da Silva; Vincius Almeida Alves.

Participaram da orientao docncia os professores do IF-UFRJ:

Joo Jos Fernandes de Sousa, Deise Miranda Vianna, Ligia de Farias Moreira

e Susana de Souza Barros (in memoriam)*.

*A professora Susana de Souza Barros compreendeu de imediato que a chamada

pblica que operacionalizava o Programa de Institucional de Bolsa de Iniciao Docncia -

PIBID, como ao conjunta do MEC, por intermdio da SESu, da CAPES, e do FNDE a 12 de

Dezembro de 2007 criaria oportunidades para estimular a formao de docentes no curso de

Licenciatura em Fsica da UFRJ. Incentivou a adeso de diversos professores do IF engajados

com a licenciatura em fsica e contribuiu para a redao do sub-projeto fsica com a filosofia de

convergncia para a sala de aula. Atuou durante os 24 meses de vigncia do Projeto PIBID-

UFRJ aprovado a 30 de outubro de 2008 e novamente comps a equipe que atendeu ao Edital

CAPES n 1/ 2011 aprovado em abril de 2011, at completar sua estada junto a ns no dia

24/10/2011


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PIBID - Fsica UFRJ

Coordenador - Fsica

Joo Jos F. Sousa

Professores colaboradores da UFRJ

Deise Miranda Vianna

Lgia de Farias Moreira

Susana de Souza Barros

Supervisores (SEEDUC RJ)

Almir G. Santos,

Saionara M.A. Chagas,

Marco Adriano Dias

Licenciandos

lef de Almeida

Aline Pedroso da Costa;

Anderson da Silva Cunha;

Daniel da Silva Granha;

Elizabeth de Oliveira Galhardi;

Emerson Moratti Junior;

Fernando Meda Torres;

Jean Coelho Ferreira;

Jobson Lira Santos Jr.;

Jlio Csar Gallio da Silva;

Leonardo dos Santos Marques de Queiroz;

Leonardo Rodrigues de Jesus;

Marcio Ferreira Lacerda;

Paulo Henrique de Sousa Silva;

Thairon Souza da Silva;

Vincius Almeida Alves.


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NDICE

I - MEDIDAS I -MEDIDAS E GRANDEZAS 8 II ASTRONOMIA II-1. ATIVIDADES DE ASTRONOMIA 14 II-2. MODELOS COSMOLGICOS 16 III MECNICA III-1. MOVIMENTO: UM POUCO DE HISTRIA 20 III-2. INTRODUAO AO ESTUDO DOS MOVIMENTOS 22 III-3. MOVIMENTOS 25 III-4. CINEMTICA: VELOCIDADE MDIA E MOVIMENTO RETILNEO UNIFORME 28 III- 5a . MOVIMENTO ACELERADO 31 III-5b. MOVIMENTO RETILNEO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO 35 III-6. CARRO GOTEJADOR: CINEMTICA UNIDIMENSIONAL 38 III-7. QUEDA LIVRE 40 III-8. QUEDA DOS CORPOS 44 III-9. LEI DE HOOKE 48 III-10. INTRODUO DINMICA 53 III-11. INVESTIGANDO AS CAUSAS DOS MOVIMENTOS 60 III-12. A FSICA E O COTIDIANO: DINMICA LEIS DE NEWTON 65 III-13. RESISTNCIA DO AR 67 III-14. MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME 69 III-15. FORA CENTRPETA 72 III-16. ATIVIDADE DE INTRODUO HIDROSTTICA 76 III-17. MOMENTO LINEAR 80 IV ENERGIA IV-1. DEMONSTRAO DE TRANSFERNCIA DE ENERGIA 84 IV-2. TRABALHO E ENERGIA 87


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V ELETRICIDADE e MAGNETISMO V-1 ATIVIDADE EXPERIMENTAL DE ELETROSTTICA 92 V-2 EXPERIMENTOS DE INTRODUO ELETRODINAMICA 94 V-3. ASSOCIAO DE RESISTORES 102 V-4. LEI DE OHM 104 V-5 ATIVIDADE SOBRE GATOS DE LUZ 108 V-6a. AS PRIMEIRAS DESCOBERTAS NO CAMPO DA ELETRICIDADE 110 V-6b.INTRODUO AO MAGNETISMO 113 V-7a. MAGNETISMO (I) 119 V-7b. MAGNETISMO (II) 121

VI ONDAS e PTICA

VI-1. ONDAS 124 VI-2. RESSONNCIA 126 VI-3. PROPAGAO DA ONDA SONORA 127 VI- 4. CORDA VIBRANTE 130 VI-5. NVEL DE INTENSIDADE SONORA 132 VI- 6. PROPAGAO E REFLEXO DA LUZ 134

VII FSICA MODERNA VII- I. EFEITO FOTOELTRICO 138 VIII VISITAS A ESPAOS DE CINCIA VIII-1. VISITA AO LADIF IF UFRJ 146 VIII-2. VISITA AO ESPAO COPPE-UFRJ 149 VIII-3. VISITA AO ESPAO COPPE II 152


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I - MEDIDAS


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I -MEDIDAS E GRANDEZAS

GP HAROLDO BARBOSA - 1. Srie - 2012

Supervisor: Saionara M. A. das Chagas

Licenciandos: Daniel da Silva Granha, Thairon Souza da Silva e Leonardo

dos Santos Marques de Queiroz.

INTRODUO Todos os dias nos deparamos com uma atividade que precisamos medir alguma coisa. Seja um comprimento, uma massa, um volume ou o tempo. Tem tambm a medio de voltagem, corrente eltrica etc. Mas, quando vamos comprar tinta pedimos um galo. Vamos ao posto de gasolina e calibramos o pneu da nossa bicicleta com 40 lbs/pol2 (libra/polegada 2), na loja de ferragens pedimos cano de de polegada. Na corrida de frmula Indy o reprter fala de milhas/hora. Que medidas so estas?

Ser que todas as rguas, cronmetros, medidores de litro medem a mesma coisa? Como vamos saber?

Todas as medidas tm um padro que fica guardado em algum lugar. Por exemplo, o padro do metro est guardado na Frana e todos os paises que adotam o Sistema Internacional de Medidas comparam seus padres com o padro original. No Brasil o rgo responsvel pelo aferimento dos padres o INMETRO, e cabe a este rgo fiscalizar os instrumentos de medidas.

Calibrar um instrumento coloc-lo de acordo com o padro internacional.

CURIOSIDADES

No sistema internacional as medidas padres so o metro, kilograma e segundo; existe tambm o Coulomb que medida de carga eltrica.

Uma inch (polegada em portugus) o nome de uma unidade de comprimento utilizada nos Estados Unidos e corresponde a 2,54 cm; 12 inches formam um p(feet) e 3 ps uma Jarda(Yard). O galo americano corresponde a 3,78 litros. Libra uma unidade de massa e corresponde a 453,59237 gramas. A milha terrestre (mi) uma unidade de medida de comprimento, tambm usada nos Estados Unidos e Inglaterra e equivalente a 1,609344 km. Obs: As medidas de erros devem ser discutidas pelo professor, mostrando que as vezes temos que ter bom senso como no caso do cronmetro, que apesar de ter preciso at centsimos de segundo, nossa destreza no permite aproveitar esta exatido.


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OBJETIVOS As atividades tm como objetivo familiarizar os alunos com o processo de medio, com os erros relativos das medidas, e a utilizao de alguns instrumentos de medidas. RESPONDA (Avaliao diagnstica) 1) Como voc pede esses alimentos ao compr-los no mercado? gua, leite, arroz, farinha, carne, banana, laranja, coca cola. 2) Como podemos medir o tempo? Que unidades voc conhece? 3) Para medirmos 1 kg de arroz que instrumento voc utiliza? E ser for 1 litro

de suco? E se for a durao da novela?

(O professor deve discutir sobre unidades como km/h, dia, ano, cm/s, o grama

sempre em forma de perguntas para ver se os alunos sabem responder).

ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Faremos 3 atividades experimentais. A sala deve ser dividida em 9 grupos e cada 3 grupos far uma atividade das atividades e depois ser feito o rodzio, at que todos os grupos tenham completado a atividade experimental.

ATIVIDADE 1

Material

1 balana

Diversos materiais a serem pesados Procedimentos Cada grupo receber uma balana e 5 objetos para serem pesados. As respostas devem vir no Sistema Internacional ( Kg).

Objeto Peso lido na balana (g)

Peso no SI (kg)

Explicar o erro atribudo medida


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Obs: Nas balanas existe uma funo tare que para zerar. Quando vamos num restaurante a quilo o funcionrio coloca um prato vazio e utiliza esta funo para zerar o mostrador. Assim, ao colocarmos o nosso prato, pagamos apenas o valor da comida. ATIVIDADE 2 material

Rgua com escala em cm e polegada.

Objetos para medir (livro, carteira, quadro, caderno)

Objeto Comprimento em cm

Comprimento em polegada

Comprimento em metro

Comprimento em km

Erro atribudo a medida

carteira

quadro

livro

caderno

ATIVIDADE 3 A) Material

Cronmetro

Pndulo

1 perodo 10 perodos Erro

B)

Os alunos deste grupo vo marcar na sala uma distncia de 4 metros. Um dos integrantes do grupo dever percorrer este espao andando, enquanto outro aluno mede o tempo e depois achar a velocidade.


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Numa segunda experincia outro aluno deve percorrer o espao de 2 metros correndo e o tempo deve ser medido pelo grupo.

Modo Distncia percorrida

Tempo gasto Velocidade

andando

correndo

CONCLUSES

1) O vidro de sua janela quebrou e voc mediu com uma fita mtrica e vai vidraaria levando as medidas. Voc tem certeza que o vidro vem no tamanho exato? O que pode dar errado? O que voc deve fazer?

2) O que voc acha que fica mais preciso, medir 10 perodos do pndulo e

depois dividir por 10 ou medir apenas 1 perodo? 3) Por que o nosso peso difere de uma balana para outra? O que

necessrio fazer?


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II ASTRONOMIA


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II-1. ATIVIDADES DE ASTRONOMIA

COLGIO ESTADUAL AYDANO DE ALMEIDA - 1. Srie 2012

Supervisor: Marco Adriano Dias

Monitores: Elizabeth de Oliveira Galhardi, Emerson Moratti Junior, Fernando

Meda Torres, Jean Coelho Ferreira, Marcio Ferreira Lacerda.

Objetivo

Entender os movimentos da Terra (translao e rotao) - Estaes do Ano - Dia e Noite

- Eixo da Terra - Eclipses - Fases da Lua.

Introduo

Existem vrios fenmenos que ocorrem em nosso planeta devido interao do Sol

com a Terra, entender esses fenmenos muito importante para que ns possamos

saber, por exemplo, qual a melhor poca para plantar determinado alimento ou at

mesmo fazer a previso do tempo como vemos na televiso diariamente.

Materiais utilizados

4 bolas de isopor de 5cm de dimetro e uma de 2cm

Massinha de modelar

5 tampinhas de refrigerante para usar como base das bolinhas

5 clips

Uma fio ( 2 metros ) e 1 plug e 1

bucal

Uma lmpada Incandescente de

40W/127V

Uma caixa de papelo (50cm x

55cm)

palitos de dente para fixar o eixo

imaginrio da Terra=23,5

2 canetas ( pilot ) uma azul e outra

vermelha.

1 folha de papel pardo

Montagem do experimento


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Voc est recebendo uma caixa de papelo com um pequeno buraco no centro para que

voc possa colocar a lmpada que representara o Sol, o papelo est forrado com papel

pardo. A bolinha de isopor maior representa a Terra com um crculo vermelho no meio

dela, identificando a linha do Equador, j os plos sero representados por crculos

azuis. A bolinha est inclinada por um clips com 23,5, fixada base da tampinha,

preenchida com massa de modelar. Uma bolinha de isopor de 2 cm representar a Lua.

Responda:

1) Como voc acha que deve ser o movimento da Terra em relao ao Sol? Mostre

atravs de um desenho esse movimento. Utilize o barbante que voc recebeu junto com

o experimento para esboar essa trajetria.

2) Mostre atravs do seu experimento quando voc acha que dia e quando noite.

3) Em quanto tempo a Terra faz toda a trajetria ao redor do Sol?

4) O que acontece em relao variao da temperatura em um ano? Em que momento

de sua trajetria ela ocorre? Mostre no experimento.

5) Como identificamos estes momentos, qual o nome dado a estas situaes?

6) Qual o movimento da Lua em relao Terra?

7) Durante todo o tempo a Lua se apresenta para ns da mesma forma? Como vemos a

Lua no cu em diferentes momentos do ms?

8) O que acontece quando a Lua est entre o Sol e a Terra?

9) E quando a Terra esta entre o Sol e a Lua?


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II-2. MODELOS COSMOLGICOS

COLGIO ESTADUAL AYDANO DE ALMEIDA 1. Srie - 2012


Licenciandos: Elizabeth de Oliveira Galhardi, Emerson Moratti Junior,

Fernando Meda Torres, Jean Coelho Ferreira, Marcio Ferreira Lacerda.

Sistema Planetrio Primitivo: Aristteles

- O modelo cosmolgico aristotlico apresenta alguma diferena com as caractersticas

do sistema solar que voc j conhece? Se sim, cite algumas.

- Este modelo foi amplamente aceito em meados do sculo IV A.C. Por que voc acha

que, com tantos pontos equivocados, a teoria de Aristteles foi to bem aceita?

- Por um momento, imagine estar na poca de Aristteles. Desenvolva sua ideia de

como seria o sistema solar, tendo usado apenas a observao a olho nu do espao (ou

seja, o que voc realmente v todos os dias) e escreva, destacando qual seria o centro do

universo na sua concepo.

Evoluo do sistema aristotlico: Ptolomeu

Vdeo: http://www.youtube.com/watch?v=wGjlT3XHb9A

- O modelo de Ptolomeu apresenta pontos convergentes e divergentes ao modelo

aristotlico. Analise e destaque estes pontos das duas teorias.

Referencial Veja o seguinte exemplo: Um homem viaja dentro de um nibus, sentado em um dos

bancos.

a) Se considerarmos apenas o interior do nibus, uma mulher sentada ao seu lado vai

encontrar-se em movimento ou parada, em relao a este homem? E em relao ao

nibus?

b) Olhando pela janela, este mesmo homem v um poste, na calada. O nibus est em

movimento em relao ao poste. O homem estar em movimento ou parado, em relao

a este mesmo poste?


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c) Para o homem observando pela janela, as imagens esto passando, enquanto o nibus est em movimento. Seria certo se, observando as imagens passarem, o homem

afirmasse que o poste est em movimento, tendo o nibus como referencial?

d) Agora, tendo em vista as respostas anteriores, e dizendo que o nibus representa o

planeta Terra e o poste representa o Sol, o que muda se trocarmos o referencial da Terra

para o Sol? Explique com suas palavras.

- Qual foi o referencial que Aristteles e Ptolomeu escolheram para idealizar seus

sistemas solares?

Evoluo das concepes cosmolgicas: Coprnico-Galileu

Vdeo: http://www.youtube.com/watch?v=ZGKCYRGotGc&feature=related

Vdeo: http://www.youtube.com/watch?v=VyQ8Tb85HrU&feature=related

- Apesar de no ter sido o primeiro, Coprnico props uma alternativa ao modelo

GEOCNTRICO de Ptolomeu, que j era amplamente aceita inclusive pela igreja,

chamado de modelo HELIOCNTRICO. Baseado no que voc viu sobre os dois

modelos:

a) Enquanto o geocentrismo considera o planeta Terra como o centro do universo, o

heliocentrismo considera o Sol. Qual seria o referencial adotado para chegar

concluso deste ltimo?

b) O modelo copernicano, posteriormente defendido e aprimorado por Galileu, bem

semelhante a nossa concepo atual de sistema solar, confirmado pela cincia moderna.

Qual seria ento o objetivo em estudar os modelos ultrapassados de Aristteles e

Ptolomeu?

- Destaque o que voc aprendeu com o estudo da evoluo dos modelos cosmolgicos,

tendo em vista o que significa escolher um referencial.


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III MECNICA


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III-1. MOVIMENTO: UM POUCO DE HISTRIA

COLGIO ESTADUAL MARECHAL JOO BAPTISTA DE MATTOS - 2.

Srie - 2011

Supervisor: Almir Guedes dos Santos.

Licenciandos: Bruna Ferreira, Leonardo Elydio, Tob Rodrigues, Vnicius

Rafael

O estudo da cinemtica, ou seja, a descrio do movimento de um corpo muito

antiga. O tutor de Alexandre, O grande, Aristteles (384 322 a.C) foi o primeiro a

tentar descrever o movimento, ele acreditava que toda a matria terrestre, aquela que

est em nosso alcance fsico, era composta por uma mistura de quatro elementos

(Terra, gua, ar e fogo), cada um dos quatro elementos era suposto ter um lugar natural

na regio terrestre. O lugar mais alto seria preenchido pelo Fogo; por baixo do Fogo

estaria o Ar, depois a gua e, finalmente, na posio mais baixa, a Terra. Suponha-se

tambm que cada um deles deveria procurar o seu prprio lugar se deslocado de sua

posio natural. Com esse pensamento Aristteles afirmava que o movimento de

qualquer corpo real dependeria da correspondente mistura destes quatro elementos e da

sua posio, em relao aos respectivos lugares naturais, e que corpos de massas

diferentes caem com velocidades diferentes.

Essas idias foram defendidas at o sculo XVI, quando Galileu Galilei (1564

1642 d.C), com suas experincias confirmou que os corpos no se movimentavam dessa

forma. Galileu afirmou que corpos de massas diferentes caem com mesma velocidade,

conseguiu tambm descrever o movimento atravs da matemtica, o que o pensamento

aristotlico no conseguiu, distinguiu velocidade e definiu acelerao constante,

defendeu a teoria heliocntrica do universo e influenciou toda a Fsica clssica com sua

metodologia de observar o fenmeno percebendo o que deve considerar, o que se deve

ignorar, fazendo hipteses, experimentado-a para poder formular sua teoria.

Questionrio

1) Qual era o entendimento de Aristteles sobre o movimento dos corpos? __________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

2) Qual o nome do cientista responsvel por derrubar as idias defendidas por

Aristteles? ____________________________________________________________

3) Cite um aspecto que difere as idias de Aristteles das de Galileu. _______________

______________________________________________________________________

4) De que forma Galileu Galilei influenciou toda a Fsica clssica? _________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________


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5) O conhecimento cientfico avana mediante as contribuies de diversos cientistas ao

longo de muitos anos. Neste sentido, como podemos perceber tal afirmao no texto

acima? ________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Referncias

Projeto Harvard (traduo), Fundao Calouste Gubelkian, 1975.

Wikipdia, a enciclopdia livre - http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasil.


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III-2. INTRODUAO AO ESTUDO DOS MOVIMENTOS



Licenciandos: Elizabeth de Oliveira Galhardi, Emerson Moratti Junior, Jean

Coelho e Mrcio Lacerda.

Objetivos

Compreender conceitos tempo, espao e de velocidade.

Introduo

Tudo se move. Mesmo as coisas que parecem estar em repouso. Elas movem-se

relativamente ao Sol e s estrelas. Enquanto voc est lendo isto, est se movendo a

aproximadamente 107.000 quilmetros por hora em relao ao Sol. E est se movendo

ainda mais rapidamente em relao ao centro da nossa galxia. Rapidez, ou velocidade,

a medida de quo rapidamente alguma coisa se move. medida dividindo-se o espao

percorrido pelo tempo gasto para percorr-lo.

Medindo tempos e espaos

O registro da passagem do tempo uma prtica que o homem pode estar se dedicando

h mais de 20 mil anos, desde que caadores da idade do gelo talhavam marcas em

gravetos ou ossos, talvez para contar os dias entre as fases da lua. E h 5 mil anos, os

babilnios e os egpcios criaram calendrios para regular o plantio e outras atividades

relacionadas passagem do tempo.

Hoje sabemos que existem diversas unidades de medida para o tempo: ano, ms, dia,

hora, minuto, segundo etc.

O segundo(s) a unidade de tempo adotada pelo SI, e os demais padres decorrem

deste: o minuto corresponde a ___segundos; a hora corresponde a ___minutos e,

portanto a ____ segundos.

O mesmo podemos dizer sobre as medidas do espao. A grandeza fsica bsica para sua

medio o comprimento.

Assim como as medidas de tempo, as medidas de distncia desempenham importante

papel em nossas vidas. O SI adota o metro(m) como unidade padro de distncia.

Mltiplos e submltiplos do metro

Unidade Smbolo Relao

Quilmetro km 1 km = 1000 m

Metro m -

Centmetro cm 1 cm = 10-2

m

Milmetro mm 1mm = 10-2

m

1- Descubra quantos segundos h em uma semana, um ms e um ano. Dica: Para facilitar

seus clculos e a leitura dos resultados, recomenda-se o uso de potncias de 10.

Tarefa


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Use o mapa da figura abaixo para as seguintes tarefas:

A Identifique no mapa o lugar de partida (G.R.E.S Beija-Flor de Nilpolis) como a posio inicial e o local de chegada (Estao de Olinda) como a posio final.

B Trace trs caminhos possveis, que passem por ruas e que ligue o local de partida e de chegada indicados no mapa.

C Considere que a escala do mapa da figura : 3 mm no mapa corresponde a 20 m na rua. Determine o valor, em metros, da menor trajetria dentre aquelas que voc

traou no item B.

D Mostre o deslocamento entre a posio inicial e a posio final no mapa da figura.

E Determine o valor real, em metros, do deslocamento.

Questes a. Explique como diferenciar os conceitos de deslocamento e trajetria?

b. possvel realizar mais de um deslocamento entre a posio inicial e final?

c. Expresse com suas palavras como diferenciar o deslocamento da posio inicial at a

posio final do deslocamento da posio final para a posio inicial.

Atividade Experimental

Voc receber um mapa, em escala, abrangendo um raio de aproximadamente

1,8 km a partir da sua escola (Aydano de Almeida). Com o auxlio de uma rgua,

dever medir quantos centmetros, aproximadamente, tem da sua residncia at o

colgio. E durante 3 dias ou mais medir quanto tempo, aproximadamente, voc leva

para ir de sua casa at a escola, devendo, para isso, anotar os resultados com as

devidas escalas na tabela.

Dias Tempo de Distncia Vm (Velocidade


24

translado percorrida Mdia)

Dia 1

Dia 2

Dia 3

Dia 4

1- Aps a anlise dos dados, qual sua velocidade mdia para ir da sua casa at a escola?

2- Fazendo uma comparao com os dados de seus colegas, quem demora menos tempo

para chegar na escola. O que isso significa?


25

III-3. MOVIMENTOS



Licenciandos: Elizabeth de Oliveira Galhardi, Emerson Moratti Junior, Fernando

Meda Torres, Jean Coelho Ferreira, Marcio Ferreira Lacerda.

Objetivo Estudar os conceitos fsicos relacionados aos movimentos: posio e deslocamento, instante e

intervalo de tempo, trajetria, velocidade. Representar graficamente as informaes dos movimentos.

Verificar as relaes matemticas entre as grandezas fsicas dos movimentos.

Discusso Inicial H vrios tipos de movimentos na natureza. Os planetas executam movimentos circulares, os corpos

em queda executam movimentos retilneos, os movimentos circulares das rodas de carros so

transformados em movimento de translao...Vamos comear a estudar os movimentos pela forma

mais simples de movimento. Voc sabe dizer como seria a forma mais simples de movimento?

Materiais - canaleta de alumnio de aproximadamente 2 metros;

- bilha de metal;

- fotografia estroboscpica de um corpo em movimento;

- rgua.

Demonstrao Sobre a canaleta, o professor rolar a bilha de metal. O que voc consegue dizer sobre a trajetria e a

rapidez da esfera?

Anlise das fotografias Utilize a fotografia estroboscpica digital da figura abaixo para responder s questes. Indique a

unidade de medida que voc est utilizando (cm, m, s...). Essa fotografia mostra uma mesma bola em

posies sucessivas durante seu movimento numa calha. A cmera que foi utilizada grava com uma

frequncia de 25 fotogramas por segundo.


26

a) Determine o intervalo de tempo entre as setas 1 e 2:

b) Qual a leitura do instante de tempo da esfera quando ela se encontra na posio indicada pela

seta 3, considerando to = 0 na posio da seta 1?

c) Determine a durao do intervalo de tempo entre as posies indicadas pelas setas 2 e 3.

d) Sabemos que sobre a calha na qual a esfera se move h marcaes que distam 10 cm uma das

outras. Utilizando os dados de deslocamento e intervalo de tempo determine a velocidade real da

esfera.

Grfico distncia x tempo As informaes de instante e posio podem ser anotadas numa tabela e, posteriormente, esses dados

podem ser colocados num grfico cartesiano. Com isso, podemos verificar vrios comportamentos do

movimento. Vamos fazer isso.

Tabela de instante e distncia do movimento da esfera

t(s)

s(m)


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Grfico distncia x tempo

Exerccios sugeridos

Questes do livro didtico:

Pg. 48 Q. 13 e Q. 14 Pg. 44 Q. 5; Q. 6; Q. 7 e Q. 8


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III-4. CINEMTICA: VELOCIDADE MDIA E MOVIMENTO

RETILNEO UNIFORME

Colgio Estadual Marechal Joo Baptista de Mattos 2. Srie - 2012


Licenciandos: Anderson da Silva Cunha, Aline Pedroso da Costa, Jobson Lira

Santos Jr. e Leonardo Rodrigues de Jesus.

Introduo

Quando estamos dentro de um carro, ou de um nibus, podemos observar a sua

velocidade, bastando olhar para a marcao do velocmetro do mesmo. Mas qual o

verdadeiro significado desta grandeza? Neste experimento, vamos compreender melhor

e realizar medies relativas velocidade mdia na cinemtica unidimensional.

Objetivos

Entender aspectos relacionados velocidade mdia e ao movimento retilneo uniforme,

alm de aprender a medir intervalos de tempo com um cronmetro e posies e

distncias com uma rgua.

Perguntas iniciais

1) Se voc estivesse andando em uma calada, como voc saberia se est ou no est caminhando em velocidade constante?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

2) Como voc acha que funciona um radar numa autoestrada? ______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Materiais

Base de madeira 20 cm x 20 cm x 2 cm Suporte de madeira de 100 cm x 2 cm x 0,5 cm

100 cm de mangueira plstica transparente

1 rolha para vedar a mangueira

6 braadeiras de plstico

2 parafusos

leo 1 conta gota ou seringa com gua colorida

Cronmetros (4 unidades por grupo)

Procedimentos experimentais


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Inicialmente, observe que a rgua de madeira possui marcas de 20 cm em 20 cm. Note

tambm, que uma das extremidades da mangueira vedada com uma rolha de cortia,

de modo que a mesma possa ficar cheia de leo de cozinha. Cada estudante deve est

equipado com um cronmetro zerado.

Para comear a experincia, coloque uma gota de gua colorida na mangueira com leo

e quando a gota passar pela 1 marca todos devem acionar os cronmetros. Como cada

estudante est com um cronmetro, quando a gota colorida chegar 2 marca somente

um estudante desligar o cronmetro. J na 3 marca, um 2 estudante desligar o

cronmetro, e assim sucessivamente. Aps obter todos os dados e coloc-los nas duas

primeiras colunas da tabela abaixo, calcule a velocidade mdia de cada trecho, coloque

os valores obtidos na 3 coluna da tabela a seguir e compare-as. Na primeira linha,

coloque as grandezas medidas e a calculada, e suas respectivas unidades de medida.

Tabela de dados experimentais

Anlise de dados experimentais

1) Construa no papel quadriculado a ser entregue pelo professor o grfico da

velocidade mdia em funo do tempo. No se esquea de indicar em cada eixo

a grandeza fsica e sua respectiva unidade de medida!

O que podemos sobre o grfico obtido unindo todos os pontos?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2) A quais concluses podemos chegar com os valores obtidos para a velocidade

mdia?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3) Qual foi o tipo de movimento encontrado? Justifique.


30

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________


31

III- 5a . MOVIMENTO ACELERADO





Materiais utilizados - Rgua milimetrada de 30 cm.

- Fotografia Estroboscpica Digital da esfera em movimento.

Instrues e tarefas Utilize a figura 1 para cumprir as instrues. Indique a unidade de medida utilizada em

cada medida feita. Sabemos que a cmera utilizada grava com frequncia de 25

fotogramas por segundo.

Figura 1: Fotografia estroboscpica de uma esfera que desce por uma

canaleta inclinada.

a. Escolha uma origem para o referencial para medir as posies da esfera mostrada na

Figura 1. Registre na Tabela 1.

b. Complete a Tabela 1 com os dados correspondentes a instante de tempo, intervalo de

tempo, deslocamento e velocidade mdia.


32

Tabela 1: Dados do movimento da esfera

t(s) s(cm) S (cm) Vm = S/t (cm/s)

i. Trace o grfico da posio em funo do tempo dos dados da Tabela 1.


33

ii. Trace o grfico da velocidade em funo do tempo dos dados da Tabela 1.

iii. Escreva a equao horria que representa a funo posio em funo do tempo do

grfico dos dados da Tabela 1.

iv. Escreva a equao horria que representa a funo velocidade em funo do tempo

do grfico dos dados da Tabela 1.

Questes a. Compare os valores da coluna velocidade mdia da esfera em movimento. O que

podemos afirmar sobre o comportamento da velocidade?

b. Qual a acelerao de um carro de corrida que passa por voc com rapidez constante

de 350 km/h?

c. As Figuras 1a e 1b mostram os grficos velocidade x tempo de dois carros. O grfico

1a representa o movimento do carro A e o grfico 1b do carro B. Descreva as diferenas

entre os dois movimentos?


34

Exerccios sugeridos Pg. 48 Q. 17 Pg. 54 Q. 18; Q. 19; Q. 20


35

III-5b MOVIMENTO RETILNEO UNIFORME E UNIFORMEMENTE

VARIADO

COLGIO ESTADUAL MARECHAL JOO BAPTISTA DE MATTOS - 2.

srie - 2011

Supervisor: Almir Guedes dos Santos

Licenciandos: Bruna Ferreira, Tob Rodrigues, Vinicius Rafael Peanha

O carro gotejador MRU e MRUV (Disponvel em: http://youtu.be/YbPoCmPS3pc)

Ficha 1

Tela 2

1. Descreva o que voc observa na tela 2.

2. O que representam as gotas?

3. Qual a funo da rgua?

Tela 5

4. Explique com suas palavras qual a funo do conta-gotas?

5. Para que voc precisa usar o cronmetro?

6. Anote na tabela abaixo as medidas dos intervalos de tempo registrados.

Medida t(s) de 10 gotas

1

2

3

Tela 6


36

7. Quais so as informaes necessrias para calcular o intervalo de tempo entre duas gotas?

Tela 9

8. O que significa o deslocamento entre 2 gotas sucessivas.

Discuta com seu professor:

a) O registro dos dados de posio e tempo na tabela 2 (tela 13)? b) O grfico que representa o espao percorrido em funo do tempo

(tela 15).

Tela 11

9. A partir da anlise do grfico, retire as seguintes informaes:

posio do carro para t = 0s

velocidade do carro

Movimento Retilneo Uniformemente Variado

Nome ________________________________Turma_____Data__/__/___

Ficha 2

Tela 18

1. Compare os deslocamentos do carro entre 2 gotas sucessivas e registre

sua observao.

2. Compare os movimentos dos carros nas telas 9 e 18.

Tela 28

3. Interpole e registre as medidas das posies de cada gota nos seus

respectivos instantes de tempo na tabela a seguir.


37

Medida t(s) x(cm) x(cm) v(cm)

1

2

3

4

5

6

4. Num papel milimetrado, construa um grfico Posio x Instante de

Tempo a partir da tabela acima.


38

III-6. CARRO GOTEJADOR: CINEMTICA UNIDIMENSIONAL

COLGIO ESTADUAL MARECHAL JOO BAPTISTA DE MATTOS 2.

Srie 2012


Licenciandos: Aline Pedroso da Costa, Jobson Lira Santos Jr. e Leonardo

Rodrigues de Jesus.

Questionrio sobre o vdeo do Carro Gotejador

(Disponvel em: http://youtu.be/YbPoCmPS3pc)

Quadro 2

1) O que se move?_________________________________________________

2) O que representa cada gota?_______________________________________

3) Como denominamos o conjunto das gotas?

_____________________________________________________________

4) Para que serve as marcaes de rgua no papel?

________________________________________________________________

Quadro 8

5) Quais as caractersticas do movimento retilneo uniforme?

________________________________________________________________

Quadro 9

6) O que podemos dizer sobre o movimento do carrinho no experimento 1?

Justifique.

________________________________________________________________

7) Como podemos verificar o tipo de movimento no experimento 1?

________________________________________________________________

Quadro 11

8) O que est sendo feito?

___________________________________________________________

Quadro 13

9) O que representam na tabela 2 do experimento 1 as colunas 2, 3, 4 e 5?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

10) O que ocorreu com a velocidade do carrinho?


39

_________________________________

Quadro 15

11) Qual o significado fsico do grfico?

________________________________________________

12) O que podemos afirmar sobre o movimento do carrinho?

________________________________

Quadro 18

13) O que podemos dizer sobre o movimento do carrinho no experimento 2?

________________________________________________________________

REFERNCIAS

BARROS, S.S., ALBUQUERQUE, T.R., FERREIRA, B.A. e ROCHA, V.R.P. Carro Gotejador:

Cinemtica Unidimensional. Realizao: PIBID/Instituto de Fsica da UFRJ. FEV/2011.


40

III-7. QUEDA LIVRE





Objetivo

Dar continuidade ao estudo de movimentos, partindo do contexto histrico do estudo da

queda livre dos corpos por Galileu Galilei e suas medidas, para a determinao da

acelerao de queda. Discutir sobre a importncia e a validade deste experimento para

comprovar o valor desta acelerao.

Discusso Inicial

A queda dos corpos sempre intrigou as pessoas em toda parte do mundo. Muitos foram

os filsofos e cientistas que estudaram esse assunto. No decorrer do sculo IV A.C.

existiu um grande filsofo chamado Aristteles, que vivia em Atenas-Grcia, que foi o

primeiro ocidental a escrever sobre a queda dos corpos. Para Aristteles o mundo e

todas as coisas que nele existem eram constitudos por quatro elementos: terra, gua, ar

e fogo. Sendo tudo que nos cerca uma combinao destes. Quando um corpo era

abandonado na atmosfera, este voltaria para seu lugar natural, sendo esta volta mais

rpida quanto maior for o peso do material. Por exemplo, se possussemos duas pedras,

sendo uma mais pesada que a outra, ao abandon-las da mesma altura, a de maior peso

chegaria ao solo primeiro, por possuir mais elemento terra.

As ideias de Aristteles sobre o movimento dos corpos somente comearam a ser

refutadas sistematicamente a partir do sculo XVI, por Galileu Galilei, cientista

considerado como pai da cincia por ter criado o mtodo cientfico. Galileu comprovou

que o tempo de queda dos corpos independe de seu peso. Segundo alguns historiadores,

Galileu teria realizado experincias onde jogava dois corpos de massas distintas, do

topo da Torre de Pisa. Observou que a diferena de chegada dos objetos ao cho era

muito pequena. Aps uma srie de experimentos, afirmou que o tempo de queda do

objeto mais pesado e do mais leve seria o mesmo, chegando ao cho ao mesmo tempo,

dentro dos erros experimentais.

Como no havia na poca instrumentos que medissem o tempo com boa preciso, o que

dificultava a medio do tempo de queda, Galileu decidiu partir para experincias

indiretas. Em vez de realizar a queda livres dos corpos, utilizou-se de planos inclinados

para estudar este comportamento da queda acelerada dos corpos. Observou ento que o

movimento possui uma acelerao constante correspondente para cada ngulo utilizado,

lembrem-se da ultima atividade realizada, ento se ele realizasse o experimento

aumentando o ngulo para um determinado ngulo limite, ele obteria a acelerao de

movimento de queda livre.


41

Como podemos observar, Galileu alterava o ngulo

do plano inclinado girando o torno (esta foto

apenas uma ilustrao do fenmeno), comeou com

pequenos ngulos e aumentando cada vez mais.

Tambm podemos observar que seu instrumento de

medida de tempo um relgio de gua.

Responda: i. Se jogarmos uma borracha e uma folha de papel

da altura de sua cabea, qual dos dois objetos chega ao

cho primeiro? Por qu?

ii. Existe alguma forma de se abandonar, de uma mesma altura, a borracha e a folha de papel

de tal forma que cheguem juntas ao cho?

iii. plausvel o argumento de Aristteles a respeito do movimento? Explique com argumentos

fundados no texto.

iv. plausvel que Galileu afirme que corpos, de massas diferentes atinjam o cho ao mesmo

tempo, ao serem abandonados de certa altura? Explique sua resposta, com argumentos.

v. Qual seria este ngulo limite que Galileu se referia?

Materiais

- fotografia estroboscpica;

- rgua.

Experincia

Faremos como Galileu e analisemos as medidas para entendermos o movimento de

queda livre, atravs das fotografias estroboscpicas. i. Observando as fotografias, preencha a tabela com as variveis importantes para

analisarmos o fenmeno.

Instante (s) Posio (cm) Velocidade (cm/s)

Esfera

1

Esfera

2

Esfera 3 Esfera 1 Esfera 2 Esfera 3

0 -- -- --

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


42

ii. Monte um grfico da velocidade em funo do tempo, utilizando os dados da tabela

para um dos ngulos.

iii. Utilizando o grfico como podemos achar o valor da acelerao da esfera? Mostrem

no grfico, e se necessrio fazer contas, esboce-as aqui em baixo.


43

Esfera 1

Esfera 2

Esfera 3


44

III-8. QUEDA DOS CORPOS

COLGIO ESTADUAL AYDANO DE ALMEIDA 1. Srie 2012


Licenciandos: Elizabeth Galhardi, Emerson Moratti Jnior, Jean Coelho e

Mrcio Ferreira Lacerda

Estudo da queda de esferas na vizinhana da terra

Anlise de fotografias estroboscpicas de uma esfera em queda livre

Conceitos fsicos e definies 1. Um corpo esfrico denso em queda no ar no sofre efeito do meio para

alturas pequenas na vizinhana da Terra. Nesse caso o corpo est em queda livre e sua acelerao constante e de mdulo igual acelerao da gravidade local.

2. Definio de velocidade mdia: a razo entre a distncia percorrida por um corpo em movimento num determinado intervalo de tempo. vm = y/t; Definio de acelerao: a taxa com que a velocidade de um corpo em movimento varia com o tempo.

Objetivos da atividade 1. Verificar o comportamento queda de um corpo na vizinhana da terra. 2. Determinar o valor da acelerao da gravidade local. Descrio A experincia feita atravs da anlise de fotografias estroboscpicas de uma esfera, em queda no ar, de uma altura de aproximadamente h = 2m. As condies utilizadas para fazer as experincias esto registradas nas fotografias includas neste roteiro: a escala da fotografia (trao marcado na lateral da mesma), intervalo de tempo entre posies sucessivas, massa e dimetro da esfera para a anlise do movimento. Materiais


45

Rgua milimetrada, papel milimetrado, calculadora, fotografia estroboscpica digital da esfera de massa m =________ Procedimentos 1. Observe e descreva a fotografia estroboscpica. Cada posio (y) da esfera

corresponde a um instante (t). 2. Mea a posio (y) da esfera utilizando a rgua em instantes sucessivos (t)

a partir de uma origem arbitrria, posio inicial que voc escolhe. Para cada uma das fotografias escolha posies iniciais diferentes. Seja cuidadoso quando mea a posio para cada instante de tempo. A medida deve ser feita sempre no mesmo ponto da esfera. Veja uma sugesto na figura abaixo.

Figura 1 - Exemplo de como medir a posio da esfera em cada instante da queda.

3. Registre nas Tabelas 2a, 2b e 2c os dados da posio (y) e instante de tempo (t) para cada uma das trs esferas. Calcule os deslocamentos sucessivos e os intervalos de tempo correspondentes determinados pela frequncia de cada fotografia.

4. As medidas dos deslocamentos determinadas a partir da fotografia tem que

ser transformadas para seu valor real. Utilize o trao de escala que est na sua fotografia que corresponde a 1m no local onde a experincia foi feita. Mea o comprimento do trao com sua rgua e faa os clculos para transformar a leitura da fotografia em valores que correspondem ao sistema real.

5. Na coluna correspondente calcule o valor das velocidades medias vM para

intervalos sucessivos y. 6. Discuta com seu professor como representar os dados de velocidade em

funo do tempo dos 3 movimentos na mesma folha de papel mm. 7. Trace com linhas contnuas as curvas que melhor se adequam aos pontos

experimentais representados. Seja cuidadoso e utilize cores e smbolos diferentes para cada uma das massas (crculos, quadrados, bolinhas) e identifique a curva correspondente a cada esfera com o valor da massa.

Anlise 1. Para fazer a anlise dos grficos voc deve determinar os coeficientes angulares e os coeficientes lineares de cada uma das retas representativas do movimento de cada esfera.


46

Tabela 1 Dados da esfera em queda Coeficiente angular Coeficiente linear

= a =

2. Com os dados acima escreva a equao do grficos. Coloque as respectivas unidades de medida.

v =

Interpretao Responda s questes a seguir utilizando as informaes coletadas na anlise acima.

a) Qual a grandeza fsica representada pelo coeficiente angular escrito na Tabela 1? Indique a unidade de medida.

b) Qual e a grandeza fsica representada pelo coeficiente linear escrito na Tabela 1? Indique a unidade de medida.

c) Qual a evidncia dos seus resultados para caracterizar o tipo de movimento das esferas? Explique.

d) A teoria diz que na queda livre todos os corpos densos caem com a acelerao da gravidade local. Voc acha que seus resultados confirmam essa afirmativa? (Procure o valor da acelerao da gravidade na sua localidade e compare com seus resultados).

e) O que voc de fato aprendeu nesta atividade?

Tabela 2. Dados das condies de posio, instante, deslocamento e velocidade de uma esfera em queda na vizinhana da Terra.

Esfera de massa m =

t y (y)foto (y)real t v


47


48

III-9. LEI DE HOOKE

GP HAROLDO BARBOSA- 2. Srie - 2012

Supervisora: Saionara M. A. das Chagas

Licenciandos: Thairon Souza da Silva, Daniel da Silva Granha, Leonardo dos

Santos Marques de Queiroz, Anderson da Silva Cunha.

INTRODUO Uma mola um objeto elstico flexvel usado para armazenar a energia mecnica. As molas so feitas de arame geralmente tendo como matria prima mais utilizada o ao temperado.Voc j reparou que usamos molas todos os dias para diversos fins? Olhe a sua caneta esferogrfica com mecanismo de aparecer a ponta e desaparecer. Se voc desmontar a caneta vai encontrar uma molinha. As molas duras so usadas em carros, para amortecer impactos. Podemos encontrar as molas em balanas e at um pregador de roupa utiliza mola. Para que as molas possam ser usadas para um determinado propsito precisamos saber como elas funcionam. CURIOSIDADES

A balana um dos instrumentos de medida mais antigos que se conhece, e tem sido utilizada pelo homem h aproximadamente 7 mil anos. As balanas primitivas consistiam de um simples travesso com um eixo central, tendo em cada extremidade um prato. Em um desses pratos se depositava uma pea de peso padro, e no outro se colocava o objeto que se desejava pesar. Quando se estabelecia o equilbrio do travesso, podia-se conhecer o peso relativo do objeto.

O modelo de prato nico possui no travesso um dispositivo e contrapeso, mvel ou fixo, em lugar de um dos pratos. Quando o contrapeso fixo, a outra extremidade do travesso tambm apresenta, alm do prato, um conjunto de pesos removveis.

As balanas de mola funcionam atravs de uma mola: a carga colocada no prato da balana pressiona a mola, que est ligada a uma escala graduada.

Um dinammetro o instrumento usado para a medio de foras mecnicas. Internamente, a maioria


49

dos dinammetros so dotados de uma mola que se distende medida que se aplica a ele uma fora.

Algumas modernas balanas eletrnicas permitem no s a pesagem rpida e eficiente de mercadorias, como tambm o clculo simultneo de seu preo, em funo do peso obtido. No modelo combinado eletrnico, a flexo da mola

provoca a rotao de um disco codificado que ativa detectores fotoeltricos, por meio de ondas luminosas. Cada cdigo do disco corresponde a um valor de peso.

As balanas, independente de serem eletrnicas ou no,

necessitam do selo do INMETRO para serem comercializadas no Brasil, mesmo as residenciais. RESPONDA (Avaliao diagnstica) 1) O que necessrio fazer para alongar uma mola? 2) Brincando com uma mola, as vezes damos um puxam to grande que quando soltamos ela no volta ao tamanho original. O que aconteceu com a mola? 3) Se voc pendurasse pesos diferentes em uma mola, acha que o alongamento seria proporcional ao peso pendurado? Justifique 4) Explique qual a diferena entre massa e peso? TEORIA Como podemos descobrir a massa de um objeto, usando uma mola?

Figura 1: Alongamento da mola

A lei de Hooke consiste basicamente na considerao de que uma mola possui uma constante elstica k. Esta constante obedecida at certo limite, onde a deformao da mola em questo se torna permanente. Dentro do limite onde a lei de Hooke vlida, a mola pode ser comprimida ou alongada, retornando a uma mesma posio de equilbrio.

Analiticamente, a lei de Hooke dada pela equao:


50

F = -k.x

Neste caso, temos uma constante de proporcionalidade k e a varivel independente x. A partir da equao pode se concluir que a fora negativa, ou seja, oposta a fora aplicada. Segue que, quanto maior o alongamento, maior a intensidade desta fora oposta a fora aplicada.

Note que, quando aplicada uma fora no sentido positivo do eixo x, a mola reagir aplicando uma fora de igual intensidade, porm sentido contrrio. No caso da compresso, a fora aplicada negativa e a fora de reao acaba por ser positiva, sempre contrria fora aplicada.

ATIVIDADE PRTICA A experincia tem como finalidade mostrar como podemos usar uma mola para medir os pesos de objetos. A este tipo de equipamento damos o nome de dinammetro. Experincia

Material - suporte com gancho; - mola; - objetos pequenos diversos no calibrados; - prato; - rgua; Procedimentos 1- Escolha um ponto na rgua para ser a sua origem. 2- Coloque todas as massas no pratinho (anote a massa total contando com a massa do pratinho) e anote o comprimento da mola pela seta abaixo do prato. Como estamos usando a maior massa, se houver deformao com a mola no teremos problemas com o restante das medies, pois as massas restantes no causaram mais deformao. 3- V retirando as massas, uma a uma e anote na sua tabela a massa que ficou no prato e o alongamento da mola a partir da origem. 4- Por ltimo anote a massa do pratinho sem nenhuma massa e o comprimento marcado por este. TABELA1

Massas P= m.g Comprimento total (L)

Massas 1+2+3+4+pratinho


51

massas 1+2+3+pratinho

massas 1+2+pratinho

massas 1+pratinho

Massa do pratinho

Para facilitar escrevemos os valores das massas nas peas e no pratinho, mas voc pode verificar na balana. Construa um grfico dos pesos (P) x comprimento (L)

Coloque um objeto leve no pratinho e verifique o seu peso pendurando-o no seu dinammetro e verificando o alongamento provocado na mola. V no seu grfico e veja o peso. Compare com o valor medido na balana. TABELA 2

objeto alongamento Peso pelo grfico Peso no dinammetro


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Anlise

1) Ser que dependendo das massas o alongamento proporcional? 2) Que tipo de funo foi obtido no grfico? 3) Como posso saber o valor do peso de um objeto com mola, olhando

somente para o grfico? 4) Olhando a tabela 2 voc acha que o mtodo utilizando seu

dinammetro deu um bom resultado?

CONCLUSES

1) Identifique na figura da atividade experimental, as foras que agem sobre o pratinho.

2) Como voc transformaria uma mola num dinammetro (instrumento que mede foras) e numa balana (instrumento que mede massas)?

3) O que significa calibrar uma mola? 4) Se voc calibrasse sua mola, mas depois colocasse um peso grande

nela, voc ainda confiaria na sua balana? Explique


53

III-10. INTRODUO DINMICA


Srie - 2012


Licenciandos: Aline Pedroso da Costa, Jlio Csar Gallio da Silva, Leonardo

Rodrigues de Jesus, Jobson Lira Santos Jr., e Vincius Almeida Alves.

INTRODUO Quando exercemos um esforo muscular para puxar ou empurrar um objeto,

estamos realizando uma fora sobre o mesmo, como, por exemplo, quando

empurramos um carro que est enguiado ou modificamos um mvel de lugar.

Assim, todos ns temos, intuitivamente, a ideia do que seja fora.

EXPERIMENTO I - Medio com rgua, balana (analgica e digital) e dinammetro.

Introduo

Utilizamos a rgua para medir comprimentos em metros (m) ou em seus

submltiplos, como por exemplo, centmetro (cm) e milmetro (mm). Ao passo

que as balanas so utilizadas para medir a massa dos corpos, no o seu peso.

No sistema internacional a unidade de massa o quilograma (kg), mas para

massas pequenas usualmente utilizamos a unidade grama (g) que um

submltiplo do mesmo. J o dinammetro utilizado para medir fora. No

sistema internacional (SI) a unidade de fora o Newton (N), em homenagem ao

Fsico Isaac Newton.

Materiais

Rgua; balana analgica; balana digital; dinammetro; bloco A (com gancho);

e bloco B (sem gancho).

Procedimental experimental

1. Pegue o bloco B e mea com a rgua suas dimenses em duas unidades diferentes. Registre as informaes na tabela abaixo. Cuidado com as unidades!

Bloco B

Centmetro (cm) Milmetro (mm)

Comprimento

Largura

Profundidade

2. Pegue o bloco A e mea sua massa na balana analgica, depois com o mesmo, mea novamente a massa com a balana digital, colocando-os na tabela abaixo.

Cuidado com as unidades!

Massa (g) com Massa (g) com


54

balana analgica balana digital

3. Encaixe o gancho do bloco A no dinammetro, verifique o valor encontrado e registre abaixo.

Fora (N)

EXPERIMENTO II Foras eltrica e magntica Introduo

Quando uma pessoa puxa ou empurra um objeto, ela est exercendo uma

fora sobre ele. Mas qual o significado fsico da palavra fora?

Trata-se de uma grandeza vetorial, da qual no se tem uma definio

precisa, nica, expressa em palavras. Existem expresses matemticas

provenientes de leis fsicas que permitem determinar a direo e sentido de uma

fora, calcular ou medir seu mdulo e definir a sua unidade de medida.

As foras costumam ser classificadas em dois grandes grupos quanto a

sua atuao sobre determinado corpo. So eles:

- Fora de contato

So aquelas que aparecem apenas quando dois corpos materiais se tocam. Os

exemplos desse grupo so: fora de atrito, fora normal e fora de trao.

- Fora de ao distncia

So aquelas que aparecem sem necessidade de haver contato entre os corpos. Os

exemplos desse grupo so: fora magntica, fora peso (ou gravitacional), fora

eltrica e as foras nucleares.

- Fora eltrica (ou eletrosttica)

Materiais utilizados

1 rgua; 1 folha de rascunho; e 1 guardanapo com extremo cortado (franjas).

Procedimento experimental

1. Atrite (esfregue) a folha de rascunho com a rgua; 2. Aproxime tentando no encostar a rgua do extremo cortado (franjas) do

guardanapo e observe o que acontece.

- Fora Magntica

Materiais

2 ms idnticos


1. Aproxime os ms, tente no encost-los, e observe o que acontece; 2. Inverta a posio de um dos ms; 3. Repita o item 1.

1) Descreva o que vocs observaram nos dois experimentos e, ento, responda o

que causa tais fenmenos observados?

________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________


55

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

______________________________________________________________

2) Qual o tipo de fora presente nas duas situaes descritas acima?

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

EXPERIMENTO III Fora Peso (ou Fora Gravitacional)

Introduo

A fora com que a Terra atrai um corpo o peso (P) deste corpo. A

intensidade da fora peso que age em um corpo na superfcie da Terra

depende de sua massa e da acelerao da gravidade, podendo ser obtida

pela expresso:

P = m.g

Onde m a massa do corpo, em quilogramas (kg), e g a acelerao da

gravidade, em metros por segundo ao quadrado (m/s2), nela que esto

guardadas as caractersticas da Terra, massa e raio, que influenciam no peso do corpo. Quando nos pesamos na balana, estamos na verdade verificando a massa de nosso corpo.

O nosso peso depende da acelerao da gravidade, que na superfcie da

Terra de aproximadamente 10m/s2. Se fossemos para a Lua, nosso peso

seria menor, pois a acelerao da gravidade na Lua menor, porm a

nossa massa seria a mesma.

Materiais

1 dinammetro; 1 pote (de exame, com ala feita de clipes); 3 pares de

bolas de gude; e 1 balana de preciso.

Procedimento experimental 1. Ponha 1 par de bolas de gude no interior do pote, coloque-os na balana,

anote o valor registrado em gramas (g), em seguida converta e anote o

mesmo valor para quilogramas (kg).

2. Segure o dinammetro na vertical, nele pendure o pote, verifique e anote o valor registrado.

3. Repita os itens 1 e 2 para os outros pares de bolas de gude, presentes na tabela abaixo.

1 par 2 pares 3 pares

m(g)

m(kg)

P(N)

Questo

1. Tendo anotado os pesos encontrados para o (s) par (es), e os valores das massas, em kg, de cada um deles, verifique qual o valor da

acelerao da gravidade g utilizando a expresso acima. Mostre os

clculos e preencha a tabela abaixo.


56

EXPERIMENTO IV Fora Normal

Introduo

Toda vez que nos apoiamos ou apoiamos um corpo sobre outro (ambos os

slidos), eles interagem ao contato por meio de uma fora. Essa fora recebe o

nome de fora normal. por causa da fora normal que conseguimos, por

exemplo, nos encostar a uma parede ou sentar numa cadeira sem atravess-las.

Materiais

1 bloco de madeira; 1 folha de papel; e 1 rgua.

Procedimento experimental 1. Coloque o bloco de madeira em cima da mesa e observe o que acontece. 2. Agora com o bloco em cima da rgua, veja o que ocorre. 3. Segurando em uma das extremidades da folha, pea a um colega que coloque

o bloco na outra extremidade e observe o que acontece.

Questo

1) Tendo observado as trs situaes acima, descreva-as, em seguida diga como

essas situaes diferem uma da outra, relacionando-as com a fora normal.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

EXPERIMENTO V Fora de Atrito Introduo

A fora de atrito Fat tem origem no roar (ou esfregar) das superfcies e se ope ao movimento relativo ou tendncia de movimento entre ambas. No

existe uma abordagem terica definitiva sobre atrito, pois seu estudo em

grande parte experimental. Assim, por intermdio de montagens experimentais

possvel medir a fora exercida entre duas superfcies em contato que tendem a

deslizar entre si. Dessa maneira, foi possvel determinar que a fora de atrito

Fat depende basicamente dos materiais que formam os corpos que esto em

1 par 2 pares 3 pares

g (m/s2

ou N/kg)


57

contato (irregularidades entre as superfcies) e da fora de compresso entre elas,

representada pela fora normal. Podemos representar essa ideia pela expresso:

Fat = .N em que a letra grega o coeficiente de atrito entre as superfcies e N a intensidade da fora normal.

Materiais

1 dinammetro; 1 bloco A (com gancho); e 2 blocos B (sem gancho).


1. Apoie um dos lados do bloco A na mesa. 2. Fixe o gancho do dinammetro no bloco A e puxe horizontalmente,

lentamente, at que o bloco A se mova, anote na tabela abaixo o valor da

fora necessria para que o bloco A se mova, registrada pelo dinammetro.

3. Depois, mantendo a mesma superfcie em contato com a mesa, coloque uma massa em cima do bloco e repita o procedimento do 2 passo. Observe e

registre o novo valor da fora registrada pelo dinammetro.

4. Agora, retire a massa de cima do bloco, modifique a superfcie de contato com a mesa e repita o procedimento do 2 passo. Faa isso para as outras trs

superfcies do bloco.

Descrio da situao de medio da fora Valor da fora

registrada

pelo dinammetro

Com as concluses obtidas para as experimento V, respondam as questes a

seguir.

1. Qual a superfcie que possui maior atrito? Justifique. ________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Qual a relao entre o tipo de superfcie com a fora necessria para moviment-los?

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

3. E qual a relao da massa do corpo com a fora para mov-lo sobre a mesa?


58

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

EXPERIMENTO VI Fora Elstica

Introduo

Um dos cientistas a produzir o primeiro vasto estudo sobre a elasticidade

dos corpos foi Robert Hooke. dele a expresso que permite sintetizar a relao

entre a fora e a deformao de uma mola.

O grfico abaixo representa a relao entre a fora aplicada num material

ideal em funo de sua deformao.

A lei fsica que representa a proporcionalidade da fora aplicada a um corpo

elstico em relao sua deformao denominado lei de Hooke:

em que k a constante elstica e x a sua deformao . Materiais

1 mola espiral de metal; 1 rgua; 1 pote com gancho; 5 pares de bolas de gude; e

1 balana digital.

Procedimentos experimentais

1. Fixe uma das extremidades da mola na mesa e mea a elongao da mola. Essa elongao a deformao inicial da mola (lo) para todos os pares.

2. Coloque um par de bolas de gude no pote, mea sua massa com a balana digital e anote o valor na tabela.

3. Prenda o pote com as bolas de gude no extremo da mola e mea com a rgua o valor da deformao da mola (l), colocando a posio 0 da rgua na

extremidade superior da mola.

4. Encontre o valor da deformao da mola (X = l lo). 5. Preencha a coluna P (N) com o valor da fora peso (P = M.g) associado a

cada massa, onde g = 10m/s2.

6. Repita do 2 ao 5 passo, variando a massa atravs da adio de mais pares de bolas de gude.

F = k.x


59

Questes

1) Encontre k = F / X para 3 intervalos na tabela acima (Mostrar os clculos!).

2) A lei de Hooke valida para o sistema elstico que voc analisou? Justifique. ___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

REFERNCIAS ANTNIO MXIMO & BEATRIZ ALVARENGA. FSICA, VOL. 1, 2006,

EDITORA SCIPIONE, 1 EDIO, p.107; p.109; p.121.

MAURCIO PIETROCOLA, ALEXANDER POGIBIN, RENATA DE ANDRADE E TALITA RAQUEL ROMERO. COLEO FSICA EM

CONTEXTOS, VOL. 1, 2010, EDITORA FTD S.A., 1 EDIO, p. 194-228.

ALBERTO GASPAR. COMPREENDENDO A FSICA, VOL. 1, 2011, EDITORA TICA, 1 EDIO, p. 118.

N de

pares

M (10-3

kg) P (N) lo (cm) l (cm) X (cm)

1

2

3

4

5


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III-11. INVESTIGANDO AS CAUSAS DOS MOVIMENTOS



Licenciandos: Elizabeth de Oliveira Galhardi, Emerson Moratti Junior, Jean

Coelho, Mrcio Lacerda e Paulo Henrique Silva.

PRIMEIRA PARTE: A INRCIA DOS CORPOS

Objetivo

Compreender as leis bsicas da dinmica e como elas esto presentes nos fenmenos em

nosso cotidiano.

Introduo

At agora ns estudamos os movimentos dos corpos sem nos preocuparmos com as

suas causas, ou seja, nossas atenes estavam voltadas para a cinemtica. Agora

estudaremos as causas do movimento, ou seja, o que produz o movimento de um corpo

e suas variaes, ou melhor, estudaremos a dinmica.

A figura abaixo mostra dois rapazes que resolvem puxar a toalha de uma mesa.

Acontece que, sobre essa toalha, h uma srie de garrafas e copos. Observe a figura e

responda questo solicitada em seguida:

1) O que voc acha que pode acontecer com os objetos que esto em cima da mesa

aps ser puxada toda toalha?


61

* Vdeo nmero 1 Assista ao vdeo abaixo e, em seguida, responda s questes

solicitadas.

http://www.youtube.com/watch?v=vgRZDL1ueTk

2) A toalha pode ser puxada de qualquer forma para que seja produzido o efeito visto no

vdeo? Justifique.

3) O que voc observou sobre o estado de movimento dos objetos na mesa antes e

depois?

* Vdeo nmero 2 Assista ao vdeo e, em seguida, responda s questes

solicitadas.

http://www.youtube.com/watch?v=uCTzj_w_X5o

4) Em que momento as pessoas percebem o acidente? E o que acontece com elas?

5) Indique, no momento em que o vdeo mostra as pessoas dentro do nibus, em que

lado fica a frente do nibus. Faa um desenho para representar.

6) Atravs de sua observao do vdeo, diga em que sentido as pessoas so lanadas.

7) Esse sentido o mesmo ou diferente do que o nibus se movia?

8) Podemos dizer que as pessoas estavam em movimento?

9) Ento, imediatamente aps a batida, elas continuaram com o movimento delas ou

modificaram esse movimento?

10) Explique com suas palavras por que as pessoas no ficaram em seus lugares aps o

nibus ter batido.

12) Como voc acha que as pessoas poderiam evitar de serem lanadas?

* Vdeos nmeros 3, 4 e 5 Assista aos vdeos e, em seguida, responda s questes

solicitadas.

http://www.youtube.com/watch?v=QQVD0lPn9JM

http://www.youtube.com/watch?v=wJUlalthf_E

http://www.youtube.com/watch?v=mAZa3GrnYKU


62

ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Materiais:

- copo - moedas com EVA - cd - cd com superfcie spera

Com os materiais recebidos, monte o experimento de acordo com a figura abaixo:

Questes

1- Discuta com seu grupo estratgias de se colocar a moeda dentro do como

utilizando os conceitos aprendidos nesta aula.

2- Explique com suas palavras o fenmeno observado. Por que isso ocorre?

3- Vamos repetir o mesmo procedimento, mas agora para duas moedas, uma mais

leve e outra mais pesada. Nesse caso o esforo necessrio para colocar as duas

moedas dentro do copo ser o mesmo? Justifique.

SEGUNDA PARTE: FORAS ALTERANDO O ESTADO DE INRCIA

Assista aos vdeos e em seguida responda as questes em seguida.

* Vdeo nmero 6 (Tiago Camilo super cmera)

http://www.youtube.com/watch?v=PjVckdDytio

* Vdeo nmero 7 (Saiba como no empurrar um carro com Vinicius Oliveira)

http://www.youtube.com/watch?v=bauOOilCEHo

* Vdeo nmero 8 (Cabo de guerra entre caminhonetes)

http://www.youtube.com/watch?v=52qCzECBx6E


63

1) No vdeo 6 o peso esta inicialmente sobre um suporte, o que o atleta tem que fazer

para levar o peso at a parte superior do seu corpo? O que acontece com a velocidade

do peso?

2) Em que direo e qual o sentido que o atleta do vdeo 6 move o peso? Faa um

desenho representando a direo e o sentido do movimento.

3) Alguns rapazes exercem um esforo diante de um carro que aparece no vdeo 7, esse

esforo tem sempre a mesma direo e o mesmo sentido? Justifique a sua resposta.

4) No vdeo 8, depois da largada h algum momento em que os caminhes ficam

parados? neste momento podemos afirmar que um dos caminhes puxa o outro com

mais intensidade? Justifique sua resposta.

5) Analisando os vdeos que voc acabou de ver, responda se o esforo que gerou o

movimento em todas as situaes tem a mesma direo e o mesmo sentido? Justifique

sua resposta.

TERCEIRA PARTE: FORAS ATUANDO AOS PARES

Assista aos vdeos e responda as questes em seguida.

* Vdeo nmero 9 (tombo de patins da j)

http://www.youtube.com/watch?v=wAJgfG85wY0

* Vdeo nmero 10 (Michael Phelps Freestyle multi angle camera)

http://www.youtube.com/watch?v=ax77_hHq9Dc

* Vdeo nmero 11 (Decolagem foguete nasa HD)

http://www.youtube.com/watch?v=157XAmf1Uo8

* Vdeo nmero 12 (Fire Extinguisher Ride)

http://www.youtube.com/watch?v=Hz9HHMBrUqY

1) Como voc faz pra andar?

2) Quando voc anda voc puxa ou empurra o cho? Em que direo e sentido voc faz

esse esforo?

3) Voc anda de patins do mesmo modo que anda a p? Ento Explique porque quando

a menina tenta levantar ela acaba caindo de novo.

4) Em que direo e sentido o nadador se move ao longo da piscina e qual o movimento

dos seus braos em relao a gua?


64

5) O nadador se move sempre no mesmo sentido? Caso sua resposta seja no, como ele

faz para mudar o sentido?

6) Na sua opinio quais as principais semelhanas e diferenas entre o foguete mostrado

e um avio?

7) Em que direo e sentido o foguete se move? Os gases provenientes da exploso do

combustvel tem qual sentido?

8) Analisando o sistema exploso do combustvel-foguetes, o esforo que um realiza

sobre o outro igual o diferente? Explique o seu raciocnio.

9) Para onde aponta o jato do extintor de incndio?

10) E para aonde o carrinho se move?

11) Diga com suas palavras o que o extintor est fazendo com o gs dentro dele.

12) Analisando o carrinho, diga o que necessrio para ele se mover usando tudo que

voc aprendeu at agora.


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III-12. A FSICA E O COTIDIANO: DINMICA

LEIS DE NEWTON


Srie - 2012


Licenciandos: Jlio Csar Gallio da Silva, Leonardo Rodrigues de Jesus, e


Questionrio sobre o vdeo A fsica e o cotidiano: Dinmica (Disponvel em:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/17607)

1) Enuncie com suas palavras a 1 Lei de Newton (ou Lei da Inrcia). ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________

2) Na ausncia de foras um objeto pode estar em movimento, ou seja, com velocidade? Justifique apresentando um exemplo cotidiano (ou do seu dia a dia). _____________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________

3) Qual o sentido da fora gravitacional terrestre? Justifique apresentando um exemplo cotidiano (ou do seu dia a dia). ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________

4) Defina fora resultante. ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________

5) Segundo prev a 3 Lei de Newton (ou Lei da Ao e Reao), o que acontece quando a pessoa empurra a parede? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

6) Segundo o vdeo A fsica e o cotidiano: Dinmica para que servem as cordas? _______________________________________________________


66

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

Bibliografia

Grupo de Trabalho de Produo de Contedos Digitais Educacionais da

Secretaria de Educao do Estado da Bahia; Projeto Condigital MEC - MCT.

Vdeo A fsica e o cotidiano: Dinmica. Disponvel em:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/17607. Acesso em 15

de Agosto de 2012.


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III-13. RESISTNCIA DO AR

COLGIO ESTADUAL MARECHAL JOO BAPTISTA DE MATTOS - 2srie

- 2012


Licenciandos Jlio Csar Gallio da Silva, Leonardo Rodrigues de Jesus, e


Questionrio Sobre o Vdeo Resistncia do Ar (Disponvel em: Disponvel em: http://youtu.be/KNkVltc7_cI)

1) Represente na figura abaixo as foras atuantes sobre o conjunto paraquedista mais paraquedas e apresente seus respectivos nomes.

2) A fora de resistncia do ar sobre o sistema paraquedista mais paraquedas aumenta ou diminui aps o paraquedas ser aberto? Justifique. ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3) O que acontece com a massa do sistema paraquedista mais paraquedas, desde o instante em que ele salta do alto do rochedo at o instante em que ele chega ao cho? _________________________________________________________________________________________________________________________

4) De acordo com o vdeo, possvel representar as molculas que compem o ar por bolinhas de gude. O que h de comum entre ambas?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5) Compare as duas imagens abaixo (considere Imagem A esquerda e Imagem B direita) que representam o sistema paraquedista mais paraquedas. Qual delas representa o conjunto com o paraquedas aberto e qual o parmetro utilizado no raciocnio para compar-las?


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___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________

6) A partir do lanamento das bolinhas em rampas com mesma inclinao. Em qual dos dois casos (considere Imagem A esquerda e Imagem B direita) abaixo a fora de impacto maior? Justifique.

__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________

Referncia

Maria Antonia T. de Almeida. Vdeo A RESISTNCIA DO AR. Disponvel em:

http://youtu.be/KNkVltc7_cI . Acesso em 31 de Julho de 2012.


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III-14. MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME





Experimento: Movimento de Rotao Objetivo: Analisar o movimento circular em um exemplo prtico e introduzir os novos

conceitos de Frequncia (f), Perodo (T) e Velocidade angular (). Tambm estabelecer a relao entre velocidade angular e linear.

Material

- Peo

- 3 marcadores

- Rgua

- Cronmetro

1) Perodo x Frequncia a) Com apenas um marcador

preso, gire o peo e tente contar quantas voltas o marcador faz, enquanto um de seus

colegas cronometra o tempo levado para isso.

N de voltas:_______________

Tempo gasto:_______________ b) A partir dos dados obtidos, diga quantas voltas o marcador faz no intervalo de 1

segundo?

c) Na Fsica, este valor representa a frequncia do peo. O que voc entende sobre o

conceito de frequncia no seu dia a dia? Cite exemplos.

d) Qual o tempo gasto para o marcador executar uma volta? Tente medir com o

cronmetro este intervalo de tempo. Sua prpria observao basta para conseguir um

valor satisfatrio? Por que?

e) Definimos o tempo levado para uma volta completa como perodo. Tente calcular este

valor de outro modo, experimentando cronometrar o tempo gasto para um nmero

maior de voltas.


70

f) Frequncia e Perodo so grandezas inversamente proporcionais. A partir desta

afirmao e de seu prprio conhecimento, calcule o perodo do peo, utilizando os

dados do item a).

2) Velocidade angular x Velocidade linear a) Coloque os trs marcadores em diferentes posies em relao ao centro do peo e

gire-o. Os marcadores se movimentam com a mesma rapidez? Se a resposta for no,

arrume em ordem crescente os marcadores numerados, em relao a sua rapidez.

1 ______

2 ______

3 ______ b) Sem modificar nenhum dos marcadores, calcule a distncia percorrida por intervalo de

tempo de cada um, lembrando que o comprimento de uma circunferncia dado por

2. .R (com R = Raio da circunferncia).

1 ______

2 ______

3 ______ c) Agora, observe e compare as concluses obtidas nos itens a) e b). A ordem das

velocidades correspondem a rapidez referida no item a)?

d) Ainda com as mesmas marcaes, calcule a velocidade angular (ngulo descrito por

intervalo de tempo) de cada um. (informao adicional: 360 = 2 rad)

1 ______

2 ______

3 ______ e) Visto os valores encontrados para as respectivas velocidades dos marcadores, qual

relao que poderamos estabelecer entre velocidade linear e angular? Experimente

comparar os valores.


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Movimento circular na prtica

1) (ENEM) Quando se d uma pedalada na bicicleta abaixo (isto , quando a coroa acionada pelos pedais d uma volta completa), qual a distncia aproximada percorrida pela bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um crculo de raio R igual a 2 R, onde 3?

(A) 1,2 m (B) 2,4 m (C) 7,2 m (D) 14,4 m (E) 48,0 m

2) Um satlite estacionrio (perodo de 24 horas), usado em comunicaes, colocado

em rbita circular de aproximadamente 3,6 . 10 km, acima da linha do Equador.

Determine a velocidade angular e a velocidade linear do satlite em seu movimento

em torno do eixo da Terra. Considere = 3 e o raio da Terra R = 6,4 . 10 km.

3) (Fuvest) O raio do cilindro de um carretel mede 2 cm. Uma pessoa, em 10s, desenrola

uniformemente 50 cm de linha que est em contato com o cilindro.

a) Qual o valor da velocidade linear de um ponto da superfcie do cilindro?

b) Qual a velocidade angular de um ponto P distante 4 cm do eixo de rotao?


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III-15. FORA CENTRPETA

GP HAROLDO BARBOSA - 2 srie - 2011

Supervisor: Saionara M. A. das Chagas

Licenciandos: Mrcio Ferreira Lacerda, Daniel da Silva Granha e Fernando

Meda Torres

INTRODUO

A Lua um satlite natural da Terra. Provavelmente voc j deve ter se

perguntado por que a lua no cai na terra ou alguma coisa do tipo. O mais

impressionante que esse tipo de fora que envolve a Terra e a Lua esta

constantemente presente no nosso cotidiano e se manifesta toda ve

Documents

Atividades Pibid Ufrj Fisica