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Física – Estática e cinemática Alessandra Celestina da Silva OBJETIVO O estudo de equilíbrio de corpos é de suma importância para compreender um sistema físico, seja ele natural ou não. Portanto é por esse estudo que podemos entender os movimentos associados e definir posições dos objetos aplicando os conceito de Torque, a importância de aprender Determinar como calcular o valor de uma massa desconhecida pelo princípio de equilíbrio de rotação, também Prever como objetos de massas diferentes podem ser usados para equilibrar uma gangorra, das definições de Predizer como mudar as posições das massas sobre a gangorra afetará seu movimento, como Escrever regras para prever para onde a gangorra irá inclinar quando objetos forem colocados sobre ela. . Prática 1 – Equilíbrio de corpos TIJOLO PESSOA METODOLOGIA A metodologia utilizada para o desenvolvimento de aprendizagem foi com o simulador https://phet.colorado.edu/ que seguiu essa sequencia de execução no software Prezado (a) aluno (a), para realizar essa atividade prática, siga as instruções abaixo: 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 Prática 1 – Equilíbrio de corpos https://phet.colorado.edu/ https://phet.colorado.edu/pt_BR/ RESULTADOS E DISCUSSÃO Prática 1 – Equilíbrio de corpos CONCLUSÕES O software https://phet.colorado.edu/ foi importante para Determinar como calcular o valor de uma massa desconhecida pelo princípio de equilíbrio de rotação. Prática 1 – Equilíbrio de corpos https://phet.colorado.edu/ OBJETIVO Nessa atividade prática que teve como principio fundamental Aplicar a segunda lei de Newton em um sistema com força de atrito presente, Determinar o coeficiente de atrito cinético como também Calcular o coeficiente de atrito estático . Prática 2 – Força de Atrito METODOLOGIA https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion- basics_all.html?locale=pt_BR 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 cinético. 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 RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos itens que envolvem equações, desenvolva o resultado passo a passo, do início da equação até o resultado. Respostas sem desenvolvimento matemático, apenas com o valor final não serão consideradas. *Nessa prática não é obrigatório inserir print da tela do simulador, em nenhuma etapa* Lembre-se, você deve fazer: - Calcular a aceleração. - Determinar o coeficiente de atrito estático e cinético. - Igualando a força de destaque com a força de atrito, determinar a massa do presente. Prática 2 – Força de Atrito CONCLUSÕES • Conclui-se nessa atividade prática que a força de atrito é uma força que trás o papel de oposição ao movimento dos corpos. • Logo pode ser estática, se o corpo estiver parado em repouso • dinâmica, para corpos que estão movimento. • Portando quando queremos que um objeto entre em movimento, aplicamos uma força sobre ele (puxando ou empurrando), porém, nem sempre esse objeto move-se. Prática 2 – Força de Atrito METODOLOGIA Apresente a metodologia da prática em comum acordo ao descrito no item "O QUE PRECISO FAZER NESSA ATIVIDADE PRÁTICA?". : a atividade foi desenvolvida através do software https://phet.colorado.edu/pt_BR/ 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/ Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional CONCLUSÕES Portanto o software ajudou a compreender melhor que a energia potencial gravitacional obedece ao princípio de conservação da energia, entao o qual determina que a energia é sempre transformada,enfim mas nunca criada ou destruída. Em razão disto, ela é comumentemente transformada em energia cinética, produzindo o movimento dos corpos.. Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional Slide 1 Slide 2 Slide 3: METODOLOGIA Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7: METODOLOGIA Slide 8 Slide 9 Slide 10: METODOLOGIA Slide 11 Slide 12
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