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Gráficos do Movimento Jonas Alberto Kelm Centro Universitário Uninter PAP- Rua Santa Rosa,192-CEP:98940-000-Santa Rosa, RS, Brasil E-mail: jonaskelm@yahoo.com.br Gráficos do movimento, temos como diferentes tipos de gráficos podem descrever o movimento de um objeto. Introdução Gráficos de linha são utilizados para descrever o movimento de objetos, como uma bola rolando, um carro andando ou um avião voando. Há diferentes maneiras de representar um movimento em gráfico, e cada uma delas ressalta diversas propriedades do movimento. Gráficos de deslocamento, gráficos x vs. y e gráficos de velocidade podem todos ser usados para representar o mesmo movimento, porém cada gráfico utiliza dados distintos e revela informações variadas. Os jornais e outras mídias utilizam diversos tipos de gráficos, e frequentemente eles são mal interpretados. Muitas informações podem ser extraídas ao se ler um gráfico com cuidado e atenção. Uma imagem realmente vale mais que mil palavras! Procedimento Com a ajuda do programa Virtual Physics, e selecionando a atividade Graphing Motion, o programa vai abrir a bancada de mecânica, nesta área de experimentos há um embolo e uma bola de 10 Kg presa a ele, clique no lab book, para abrir o link em que serão gravados os dados do experimento, clicando no botão recording para gravar, e clique no botão force para que a bola role sobre a mesa até que ela bata na parede e clique em pause, para parar o experimento, em seu lab book, ira aparecer um link com a posição e a velocidade versus o tempo. Clicando em reset iremos reinicializar o experimento. Para fazer outros tipos de experimentos, mude a massa, mass,para 8 Kg na seção objects no dispositivo parameters, na seção forces, mude o angle, para 90° isso mudara a posição em que o embolo se prende a bola, mudando o sentido da bola. Reiniciando o experimento, na seção objects, no dispositivo para alterar parâmetros, podemos mudar a elasticidade, elasticity, para 1. Repita o experimento em force, e só aperte pause, depois que a bola bater na parede e retornar a posição inicial(x=0). Podemos reiniciar novamente e mudar o ângulo para 30°, comece o experimento em force e clique pause, apenas quando a bola bater na parede duas vezes. Análise e conclusão Obtendo os dados do experimento no lab book, podemos construir um gráfico para representar o movimento da bola que nos mostre a distância percorrida pela bola versus o tempo. Massa = 10 kg e ângulo de 0° (horizontal para a direita) T(s) X(m) Y(m) Vtot(m/s) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,104 0,100 0,000 4,000 0,595 2,060 0,000 4,000 1,029 3,800 0,000 4,000 1,591 6,048 0,000 4,000 2,042 7,852 0,000 4,000 2,492 9,652 0,000 4,000 3,055 11,904 0,000 4,000 3,505 13,704 0,000 4,000 4,393 15,924 0,000 4,000 Massa = 8 kg e ângulo de 90° (vertical para cima) T(s) X(m) y(m) Vtot(m/s) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,142 0,000 0,125 5,000 0,632 0,000 2,575 5,000 1,068 0,000 5,255 5,000 1,600 0,000 7,415 5,000 1,926 0,000 9,045 5,000 2,262 0,000 10,725 5,000 2,708 0,000 12,955 5,000 3,030 0,000 14,565 5,000 3,360 0,000 15,142 5,000 Massa = 10 kg e ângulo de 0° – Bate e volta T(s) X(m) Y(m) Vtot(m/s) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,150 0,100 0,000 4,000 1,503 5,692 0,000 4,000 2,741 10,644 0,000 4,000 3,844 15,056 0,000 4,000 4,850 19,080 0,000 4,000 5,959 19,484 0,000 -4,000 6,964 12,464 0,000 -4,000 7,979 8,404 0,000 -4,000 8,991 4,356 0,000 -4,000 9,972 0,432 0,000 -4,000 10,711 -2,524 0,000 -4,000 Massa = 10 kg e ângulo de 30° – Bate e volta 2 vezes T(s) X(m) Y(m) Vtot(m/s) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,520 1,323 0,764 3,464 1,589 5,026 2,902 3,464 2,590 8,494 4,904 3,464 3,595 11,975 6,914 3,464 4,483 15,052 8,690 3,464 5,501 18,578 10,726 3,464 6,515 17,909 12,754 -3,464 7,518 14,435 14,760 -3,464 8,528 10,936 13,504 -3,464 9,546 7,410 11,468 -3,464 10,132 5,380 10,296 -3,464 Com estas tabelas já podemos ter uma base do comportamento da bola em diversas situações, mas com gráficos fica muito mais fácil para analizarmos: Cada ponto representa a posição de uma bola em determinado instante. O que diferencia a declividade das retas são suas cores, A declividade das retas informa a velocidade das bolas, quanto maior a inclinação da reta, maior a velocidade da bola. O deslocamento total após a bola retornar à posição inicial é igual a zero, pois sua posição final é igual à inicial. A velocidade da bola não foi alterada, mas, apenas a direção da bola foi alterada após ela bater na parede, antes se deslocava para a direita, e agora passa a deslocar para a esquerda. Observando os eixos dos gráficos, podemos perceber que cada grafico pode representar uma informação distinta. No primeiro caso temos posição × tempo, o que pode indicar, por meio de sua declividade, a velocidade, nos permitindo observar a posição da bola a cada instante. No segundo caso temos um gráfico de velocidade total × tempo, que pode nos indicar, por exemplo, o sentido do movimento, a velocidade da bola a cada instante e até mesmo a distância total percorrida. Por último tivemos um gráfico de posição espacial, representando a posição da bola no espaço em duas dimensões, em que é possível localizar a bola a cada instante. Conclusão A partir das conclusões é possível trabalhar os conceitos como vetores, velocidade vetorial, conceitos de área e distância percorrida graficamente. É possível ainda levantar pontos como aceleração a partir de gráficos de velocidade, obter equações de movimento a partir de gráficos. Referencia FÍSICA I - MECÂNICA Autor: Sears & Zemansky / Young & Freedman Prof. Me. Cristiano Cruz / Uninter
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