Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
ATIVIDADE PRÁTICA - FÍSICA MECÂNICA QUEDA-LIVRE Prof. Fernanda Fonseca ROTEIRO EXPERIMENTAL QUESTÕES ORIENTADORAS (Utilize as informações dessa seção para compor um texto de Fundamentação Teórica para o relatório) A) O que é o fenômeno de Queda-Livre? Explique. B) Qual a relação do fenômeno com o MRUV? Explique. C) Quais as equações do MRUV que podem ser utilizadas para o estudo da Queda-Livre? D) Qual a aceleração gravitacional terrestre média próxima à superfície? E) Explique o experimento de Galileu Galilei para estudo da Queda-Livre. PARTE 1 – EXPERIMENTO COM LABORATÓRIO VIRTUAL DA ALGETEC Materiais • Laboratório Virtual da Algetec – Queda Livre (acesso pela Aula 9) Procedimentos Experimentais 1. Acesse o Laboratório Virtual da Algetec de Queda-Livre pelo link disponível na AULA ATIVIDADE PRÁTICA disponível na página da disciplina no AVA. 2. Inicie o experimento de Queda-Livre. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Cronômetro” para visualizar os acoplamentos e cabos. 3. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o cabo vermelho e o arraste para a posição indicada para conectar o eletroímã ao cronômetro. 4. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 5. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo amarelo para a posição indicada. 6. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 7. Clique com o botão esquerdo do mouse arrastando o cabo azul em destaque e coloque-o na posição indicada. 8. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 9. Clique com o botão esquerdo do mouse e arraste o cabo do eletroímã até a posição indicada na chave lig/des. 10. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 11. Em seguida, conecte o cabo que vai do cronômetro para a chave lig/des. 12. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. 13. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Bancada”. 14. Clique com o botão esquerdo do mouse na fonte de alimentação do cronômetro e arraste-a para a posição em destaque. 15. Confira se a conexão ficou correta, conforme a imagem abaixo. Agora é possível visualizar a tela do cronômetro no canto superior direito da tela. 16. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power” para ligar o cronômetro. 17. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão da chave para que ele mude de posição, acionando a chave e ligando o eletroímã. Uma luz vermelha pequena deve ficar acesa indicando que o eletroímã está ligado. 18. Clique com o botão direito do mouse na esfera menor (Massa = 7 g) e selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para que a mesma seja posicionada no eletroímã. 19. A esfera ficará presa no eletroímã, conforme a figura abaixo. 20. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Eletroímã” e observe o diâmetro da esfera, seu valor é igual a 12mm. Registre esse valor. 21. Clique com o botão esquerdo do mouse na opção de câmera “Plano vertical”. Em seguida clique no sensor e mova-o posicionando 100mm abaixo da esfera. Observe que, como o diâmetro da esfera menor é de 12mm, você deverá mover o sensor até a posição 112 mm. 22. Clique com o botão esquerdo do mouse na chave (lig/des) para desligar o eletroímã fazendo com que a esfera caia. 23. Após a queda da esfera é possível verificar o tempo no visor do cronômetro. Anote este valor na Tabela de Dados 1. 24. Após registar o valor do tempo do cronômetro, clique em RESET para zerá-lo novamente. 25. Clique com o botão esquerdo do mouse na chave lig/des para ligar novamente o eletroímã. 26. Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção “Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione a opção “Posicionar no plano vertical” para repetir o experimento com a mesma esfera. 27. Retorne a BANCADA e repita os passos 22 e 23 para repetir o experimento com a mesma esfera. Repita o experimento 5 vezes (coletando cinco medidas de tempo) para a esfera de 7 g, e preencha a Tabela de Dados 1. TABELA DE DADOS 1 - Esfera MENOR de m=7 g Posição (mm) y (mm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 12 0 0 0 0 0 0 0 0 - 112 100 212 200 312 300 412 400 512 500 28. Realize o experimento para cada esfera com o sensor nas posições 112 mm, 212 mm, 312 mm, 412 mm, 512 mm com a esfera de massa 7 g e preencha a Tabela de Dados 1. 29. Nas opções de câmera, clique com o botão esquerdo do mouse na opção “Cesto” e então clique com o botão direito do mouse na esfera. Selecione a opção “Posicionar na mesa” para trocar de esfera. 30. Repita o experimento com a esfera maior (m=57 g) , que possui 24 mm de diâmetro, colocando o sensor nas posições 124 mm, 224 mm, 324 mm, 424 mm e 524 mm. Registre as medidas na Tabela de Dados 2. TABELA DE DADOS 2 – Esfera MAIOR de m=57 g Posição (mm) y (mm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 24 0 0 0 0 0 0 0 0 - 124 100 224 200 324 300 424 400 524 500 31. Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 = 𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5 5 32. Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 33. Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados. Utilize ∆𝑦 em metros para esse cálculo. 𝑔 = 2 ∙ ∆𝑦 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜² 34. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre de cada esfera (para a esfera de 7 g e depois para a esfera de 57 g). Esses valores são iguais? Explique. 35. Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡 36. Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? 37. Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio (𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? 38. Compare os tempos de queda de ambas as esferas. Houve diferenças significativas? Explique. PARTE 2 – EXPERIMENTO PRÁTICO Material • Lápis • Borracha escolar • Cronômetro Procedimentos Experimentais 39. Marque em uma parede vertical plana as alturas de 2,50 metros, 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro medidos a partir do solo. 40. Solte uma borracha escolar da posição 2,50 m e meça o tempo de queda com o cronômetro. Repita o processo 5 vezes e registre na Tabela de Dados 3. TABELA DE DADOS 3 Posição (m) y (m) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tmédio (s) tmédio2 g (m/s²) v (m/s) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 - 1,00 1,00 1,50 1,50 2,00 2,00 2,50 2,50 41. Repita o processo de medição do tempo de queda da borracha escolar para as outras marcações de 2,00 metros, 1,50 metros e 1,00 metro de altura e preencha a Tabela de Dados 3. 42. Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 = 𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + 𝑡4 + 𝑡5 5 43. Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. 44. Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados. Utilize ∆𝑦 em metrospara esse cálculo. 𝑔 = 2 ∙ ∆𝑦 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜² 45. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre da borracha escolar. Registre. 46. Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. 𝑣 = 𝑔 ∙ 𝑡 47. Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da borracha escolar. 48. Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio (𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da borracha escolar. ANÁLISE E TRATAMENTO DE DADOS 49. Compare a aceleração gravitacional determinada nos experiementos com o laboratóro virtual e no experimento prático. Houve diferenças significativas entre os valores encontrados e o valor médio da aceleração da gravidade terrestre de 9,80655 m/s²? Se sim, explique as possíveis causas. 50. Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Posição em função do Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? Justifique. 51. Qual o tipo de função caracteriza os gráficos da Velocidade em função do Tempo médio para as três quedas-livres? (Linear, Quadrática, Cúbica, etc)? Justifique. 52. Quais as principais características do MRUV que podem ser observadas no movimento de Queda-Livre?
Compartilhar