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Física – Estática e cinemática Erick Rodrigues Barbosa Prática 1 – Equilíbrio de corpos Aplicar o conceito de torque. Determinar qual o valor de uma massa desconhecida pelo princípio de equilíbrio de rotação. METODOLOGIA 1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu/pt_BR 2) Clique na opção Simulações e depois em Física. 3) Procure pela simulação: Balanço. Depois clique na mesma. 4) Clique no botão “play” para rodar a simulação. 5) Selecione Laboratório de Equilíbrio. 6) Pronto, agora você está no ambiente de simulação: 7) Vamos entender a função de cada item: 8) A primeira etapa da prática é calcular a massa do Objeto Misterioso A, para isso, a sugestão é posicionar a massa de 10kg a 1 metro do eixo de rotação e o objeto misterioso a 0,5m do eixo. Note que o sistema está em equilíbrio. Portanto, usando a somatória dos torques igual a zero, é possível calcular a massa de A. 9) Na sequência, determine a massa do Objeto Misterioso B. Para isso a sugestão é deixar o objeto A à 0,5m do eixo de rotação e o corpo B a 2 metros. 10) Com o resultado do item 8 e 9, responda: a) Qual o valor de 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵 ? b) Sabendo que 𝑀𝐶 = 3𝑀𝐵, qual o valor de 𝑀𝐶? c) Verifique o resultado da alternativa b) usando a gangorra como uma balança de rotação. Ou seja, busque uma massa que equilibre o valor de 𝑀𝐶. 11) Todos os itens, exceto a letra a) e b) do exercício 10 devem conter um print da tela do simulador. Prática 1 – Equilíbrio de corpos RESULTADOS E DISCUSSÃO Prática 1 – Equilíbrio de corpos CONCLUSÕES • Conclui que com o valor de uma massa conseguimos encontrar outra massa desconhecida dentro do link do phet colorado. Prática 1 – Equilíbrio de corpos OBJETIVO Aplicar a segunda lei de newton em um sistema com atrito, assim será possível calcular ecoeficiência de atrito cinético e o coeficiente de atrito estático e em determinados casos conseguimos calcular a massa de um corpo desconhecido. Prática 2 – Força de Atrito METODOLOGIA 1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu/pt_BR 2) Clique na opção Simulações e depois em Física. 3) Procure pela simulação: Forças e Movimento: Noções Básicas. Depois clique na mesma. 4) Clique no botão “play” para rodar a simulação. 5) Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Atrito”. 6) Pronto, ago ra você está no simulador de Forças e Movimento: Noções Básicas. 7) Vamos entender o que é cada opção da simulação: Opção 1: Nesse quadro consta alguns itens que podem auxiliar na simulação, para nossa atividade, selecione todos os quadrados, mas não altere nada na opção de atrito. Opção 2: Usando o cursor do mouse você pode movimentar o objeto, empurrando o boneco em direção a caixa. Opção 3 e 4: Essas duas opções mostram alguns objetos e, quando selecionado o quadrado Valores na opção 1, revela a massa de cada objeto. Em nossa prática vamos começar usando o cesto de lixo (100kg), depois usaremos o objeto desconhecido, que é o presente. Opção 5: Nessa opção podemos regular a intensidade da força aplicada. Por meio dessa opção que vamos identificar o valor da força de destaque 8) Nossa atividade será dividida em algumas etapas. Portanto, siga a rigor cada procedimento. a) Deixe as seguintes opções marcadas e coloque a lata de lixo como objeto no centro: Eleve a força do boneco até atingir o início do movimento. A força que faz com que atue a força de atrito cinética no objeto é de 251 N. Junto a esse resultado, a força de atrito cinética aparece também, marcando 188 N. Portanto, sabendo desses dados, utilize a segunda lei de Newton para determinar a aceleração. b) Sabendo do valor da força de atrito, registrada pelo simulador, calcule o coeficiente de atrito c inético. c) Admitindo que a força de destaque é aquele número que antecede a força que consegue movimentar o objeto, determina o coeficiente de atrito estático, uma vez que nessa situação a força de atrito estática é igual a força de destaque. d) Substitua a lata de lixo pelo objeto desconhecido, no caso o presente. Aumentando gradativamente a força do boneco sobre o presente, observamos que o valor da força que antecede o movimento do corpo é 126N. Sendo assim, já calculado no item anterior o coeficiente de atrito estático, determine a massa do objeto desconhecido. Prática 2 – Força de Atrito https://phet.colorado.edu/pt_BR Prática 2 – Força de Atrito CONCLUSÕES • Na primeira conclusão, foi possível aplicar a segunda lei de Newton com força de atrito. • Na segunda conclusão você consegue calcular a força de atrito estática e cinética e que com os dados você encontra uma massa desconhecida. Prática 2 – Força de Atrito OBJETIVO Aplicar uma situação onde a conservação da energia mecânica você consegue encontrar uma velocidade em um ponto mais baixo ou em um ponto intermediário que também é capaz de calcular energia cinética se estiver o valor da massa. Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional METODOLOGIA 1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu/pt_BR 2) Clique na opção Simulações e depois em Física 3) Procure pela simulação: Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico. Depois clique na mesma. 4) Clique no botão “play” para rodar a simulação. 5) Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Intro”. 6) Pronto, agora você está no simulador de Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico. 7) Vamos entender o que é cada opção da simulação: Opção 1: Nesse quadro você pode ter uma representação em forma de barras e setorial da alternância entre energia cinética e potencial gravitacional. Além disso, mostra também a grade e um velocímetro sem valores em escala. Em nossa atividade, vamos usar apenas a opção grade. Não utilize a opção velocidade, uma vez que os dados não correspondem aos registrados pelo velocímetro. 8) Com a opção Mostrar Grade selecionada, eleve o skatista até a posição de 5m de altura. 1) Determine a velocidade que ele atinge no ponto mais baixo da trajetória. Para isso, utilize a conservação da energia mecânica. Em outras palavras: 𝐸𝑀𝑖 = 𝐸𝑀𝑓 Lembre-se que energia mecânica é a soma das energias cinética com potencial gravitacional. Dependendo da posição uma ou outra podem valer zero. 2) Calcule a velocidade do skatista a uma altura de 2 metros. Para isso compare a energia mecânica do ponto mais baixo da trajetória com a da altura de ℎ = 2𝑚. 3) Assumindo que a massa do skatista seja de 60 kg, qual é a energia cinética do mesmo quando atinge o ponto mais baixo da trajetória saindo de uma altura de 5 metros? Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional https://phet.colorado.edu/pt_BR RESULTADOS E DISCUSSÃO Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional CONCLUSÕES • Foi possível encontrar a velocidade dos pontos mais baixos da trajetória e uma altura intermediaria. Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional Slide 1 Slide 2: Aplicar o conceito de torque. Determinar qual o valor de uma massa desconhecida pelo princípio de equilíbrio de rotação. Slide 3: METODOLOGIA Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7: METODOLOGIA Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11: METODOLOGIA Slide 12 Slide 13
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