Plano Inclinado Aceite para publicação em 8 de Novembro de 2010

Carlos Brás/2009

Estudo do Plano inclinado

Introdução

Este é um modelo, desenvolvido para utilizar com o programa Modellus 4. O programa

Modellus pode ser descarregado gratuitamente em:

. http://modellus.fct.unl.pt/

Depois de instalado basta clicar no modelo/ficheiro fornecido.

Objectivo

O objectivo deste modelo é ajudar a estudar as forças aplicadas num corpo assente num plano

inclinado. Podem ser exploradas diferentes situações de acordo com o nível de ensino ou

situação a explorar:

1. Plano inclinado sem força de atrito. Ao reduzir a zero os respectivos coeficientes,

podem ser analisadas as forças aplicadas na bola assim como a Resultante das forças.

Variando a massa e/ou a inclinação do plano podemos observar como estas grandezas

se alteram e como estão relacionadas. Observar como varia a Rn (reacção normal ao

plano) nomeadamente em situações limite:

a. Sem inclinação e variando a massa do corpo;

b. Elevando o plano até à inclinação máxima (90º).

2. Plano inclinado com Força de atrito. Fixar o coeficiente de atrito estático num

determinado valor e o coeficiente de atrito cinético a zero.

a. A Força de atrito depende da Rn. Assim a Força de atrito máxima passível de

ser exercida vai diminuindo com a inclinação. A Força de atrito efectivamente

aplicada vai aumentando progressivamente com a inclinação até um valor

máximo. É igualmente possível determinar o valor do ângulo para o qual o

corpo entra em movimento.

3. Plano inclinado com Força de atrito (cinético e estático). Atribuindo uma valor para o

coeficiente de atrito estático e outro valor (inferior a este) ao coeficiente de atrito

cinético. Pode dar-se continuidade ao raciocínio anterior e ver o que acontece à força

de atrito quando o corpo entra em movimento. (12ºano de escolaridade)

As duas primeiras situações servem o 10º e 11º anos de escolaridade da disciplina de FQA

Unidades 2 de Física do 10ºano e a Unidade 1 do 11º ano.

Carlos Brás/2009

Limitações

• O modelo funciona sem que se clique no Play.

• O coeficiente de atrito cinético deve ser sempre menor que o coeficiente de atrito

estático.

• Para observar o efeito da resultante na bola, clicar no Play.

• Não alterar condições se o Play estiver em funcionamento.

• A representação em simultâneo das forças aplicadas e da resultante deve ser analisada

com cuidado.

Instruções

1- Cursor que permite alterar o valor da massa.

2- Para alterar o valor da inclinação do plano

3- Para alterar os coeficientes de atrito estático e cinético. (Coef. Atrito Est.>Coef. Atrito

Cinético).

4- Valores da Resultante e da Força de atrito aplicada.

5- Valor da força de atrito máxima possível (vermelho) e o valor da Força atrito aplicada

(amarelo)

1 2

3

4

5

Carlos Brás/2009

Observação

Pode o professor ou os alunos manipular as seguintes variáveis.

• Massa do corpo.

• Ângulo do plano.

• Força de atrito (apenas o seu valor e não o coeficiente de atrito).

• Coeficientes de atrito estático e cinético.

Sugestão

Eliminar barra de ferramentas, para uma melhor visualização do modelo.

Ao seleccionar este

Botão, desaparece a

barra de ferramentas

superior.

Carlos Brás/2009

Vídeo

Ver vídeo anexo, do funcionamento do modelo.

Autor: Carlos Brás