Física - Estática e Cinemática

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Física – Estática e cinemática
Fernando Henrique Santana
1
OBJETIVO
Identificar a massa de um objeto comparando-o com outro objeto;
Calcular a massa de um objeto desconhecido segundo sua distância pelo princípio de rotação. 
 
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
2
 METODOLOGIA
Abra seu navegador da internet e acesse o site:https://phet.colorado.edu/pt_BR/
Clique na opção Simulações e depois em Física
Procure pela simulação: Balanço. Depois clique na mesma
Clique no botão “play” para rodar a simulação
Selecione Laboratório de Equilíbrio
Pronto, agora você está no ambiente de simulação
Vamos entender a função de cada item
A primeira etapa da prática é calcular a massa do Objeto Misterioso A, para isso, a sugestão é posicionara 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
Na sequência, determine a massa do Objeto Misterioso B. Para isso a sugestão é deixar o objeto A à0,5m do eixo de rotação e o corpo B a 2 metros
Com o resultado do item 8 e 9, responda: 
Todos os itens, exceto a letra a) e b) do exercício 10 devem conter um print da tela do simulador.
Usaremos a seguinte fórmula: T = F.d , sendo T = Torque, F = Força, d = Distância, M = Massa
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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. 
 
M1*d=Ma*d
10*1=Ma*0,5
10=Ma*0,5
Ma=10/0,5
Ma=20kg
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
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
                                                                                                                   Ma*d=Mb*d
                                                                                                                    20*0,5=Mb*2
                                                                                                              10=Mb*2
                                                                                                               Mb=10/2
                                                                                                              Mb=5kg
Com o resultado do item 8 e 9, responda:
 Qual o valor de MA + MB ?
Ma+Mb=25kg
Sabendo que MC= 3MB, qual o valor de MC?
Mc=3Mb
Mc=3*5
Mc=15kg
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
CONCLUSÕES
Para calcular o torque, basta multiplicar a força aplicada pela distância entre o local de aplicação de força e o centro da rotação;
Quando temos uma massa conhecida, podemos descobrir outra massa desconhecida pelo princípio da soma dos torques por serem igual a zero.
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
OBJETIVO
Aplicar a segunda lei de Newton em um sistema com força de atrito presente para determinar o coeficiente de atrito cinético e o coeficiente de atrito estático. 
 
Prática 2 – Força de Atrito
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 METODOLOGIA
Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu/pt_BR/
Clique na opção Simulações e depois em Física.
Procure pela simulação: Forças e Movimento: Noções Básicas. Depois clique na mesma.
Clique no botão “play” para rodar a simulação.
Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Atrito”.
Pronto, agora você está no simulador de Forças e Movimento: Noções Básicas.
Vamos entender o que é cada opção da simulação:
Nossa atividade será dividida em algumas etapas. Portanto, siga a rigor cada procedimento.
. 
Prática 2 – Força de Atrito
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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, marcando188 N. Portanto, sabendo desses dados, utilize a segunda lei de Newton para determinar a aceleração.
P=m*a
P=100*10
P=1000
Fr=m*a
63=100*a
a=63/100
a=0,63 m/s
Prática 2 – Força de Atrito
Prática 2 – Força de Atrito
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Sabendo do valor da força de atrito, registrada pelo simulador, calcule o coeficiente de atrito cinético.
P=m*a
P=100*9,81
P=981N
Ac=µc*N
188=µc*981
µc=188/981
µc=0,191
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.
Fd=µe*N
251=µe*980
µe=251/980
µe=0,256
Prática 2 – Força de Atrito
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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.
F=µe*P
126=0,256*P
P=126/0,256
P=492,18
P=m*a
492,18=m*9.8
M=492,18/9,8
M=50,22kg
CONCLUSÕES
Aplicando as leis de Newton, foi possível calcular o coeficiente estático e cinético em um sistema com atrito. 
Prática 2 – Força de Atrito
OBJETIVO
Aplicar uma situação em que há a conservação da energia mecânica em sistemas que não apresentam dissipação de energia e determinar a velocidade de um objetivo uma vez tendo a altura dele se determina a velocidade em pontos intermediários.
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
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 METODOLOGIA
Abra seu navegador da internet e acesse o site: https://phet.colorado.edu/pt_BR/
Clique na opção Simulações e depois em Física.
Procure pela simulação: Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico. Depois clique na mesma
Clique no botão “play” para rodar a simulação.
Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Intro”
Pronto, agora você está no simulador de Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico.
Vamos entender o que é cada opção da simulação:
Com a opção Mostrar Grade selecionada, eleve o skatista até a posição de 5m de altura.
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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.
Emi = Emf
mgh = mv² / 2
m × 10 × 5 = mv² ÷ 2
50 = v² ÷ 2
v² = 50 × 2
v² = 100
v = √100
v = 10 m/s
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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
Emi = Emf
mgh = mv² / 2
10 × 2 = v² ÷ 2
20 = v² ÷ 2
v² = 20 × 2
v² = 40
v = √40
v = 6,32 m/s
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitaciona
RESULTADOS E DISCUSSÃO
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?​
​
Ec = mv² / 2​
Ec = (60 × 10²) ÷ 2​
Ec = (60 × 100) ÷ 2​
Ec = 6000 ÷ 2​
Ec = 3000 J
CONCLUSÕES
Usando o simulador para calcular os pontos baixos da trajetória partindo de uma certa altura e com um valor de massa determinado podemos encontrar a energia cinética em qualquer ponto da trajetória.
Prática 3 – Energia cinética e potencial gravitacional
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