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Renã Moreira Araújo Física Geral FÍSICA GERAL 1. Todos os campos do Formulário Padrão deverão ser devidamente preenchidos. 2. Esta é uma atividade individual. Caso seja identificado plágio, inclusive de colegas, a atividade será zerada. 3. Cópias de terceiros como livros e internet, sem citar a fonte caracterizam-se como plágio, sendo o trabalho zerado. 4. Ao utilizar autores para fundamentar seu Projeto Integrador, os mesmos devem ser referenciados conforme as normas da ABNT. 5. Ao realizar sua atividade, renomeie o arquivo, salve em seu computador, anexe no campo indicado, clique em responder e finalize a atividade. 6. Procure argumentar de forma clara e objetiva, de acordo com o conteúdo da disciplina. Formatação exigida: documento Word, Fonte Arial ou Times New Roman tamanho 12. 2ª LEI DE NEWTON A 2° Lei de Newton é uma das propriedades mais importantes da natureza. Com ela, somos capazes de explicar diversos fenômenos do dia a dia, prever situações e explicar movimentos. Para você futuro engenheiro, a compreensão e as consequências dessa lei são importantes para aplicar em situações em sua futura profissão Os objetivos são: 1. Verificar a 2° Lei de Newton; 2. Determinar a massa de um corpo utilizando a 2° Lei de Newton; 3. Determinar a força sobre um corpo utilizando a 2° Lei de Newton. Caro aluno (a), para a realização desta prática vamos utilizar um simulador virtual. O foco do experimento será estudar a 2° Lei de Newton. O link para acesso ao laboratório virtual em que está o experimento é: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton. Obs.: Caro aluno (a), no caso de atividades práticas em ambientes profissionais você deve verificar o calendário destas atividades com o seu polo de apoio presencial UniFatecie. Caso haja dúvidas, ou não possuir polo, entre em contato com seu tutor. https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton VÍDEO-POCKET LEARNING EMBASAMENTO TEÓRICO De acordo com a Segunda Lei de Newton, um corpo sob a ação de uma força resultante F⃗ , não nula, em um referencial inercial, adquire uma aceleração a⃗ na mesma direção e sentido da força resultante, com magnitude proporcional à intensidade da força F⃗ e inversamente proporcional à massa m do corpo. Podemos traduzir para: a⃗ = F⃗ m Quando está envolvido uma força F⃗ constante, o corpo de massa m terá uma aceleração a⃗ constante, e o movimento descrito pelo corpo será um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV). Pode-se analisar as relações entre essas grandezas usando apenas seus valores numéricos (módulos). A equação acima pode ser escrita: 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎 Temos aqui que a força resultante é dada pelo produto entre a massa do corpo pela aceleração. É possível conferir essa lei utilizando informações de aceleração da gravidade, sem atrito, força e massa, e, calculando a aceleração do movimento a partir do tempo “medido” no cronômetro da própria simulação. Escaneie ou clique sobre o QR Code https://www.youtube.com/watch?v=hCz6uXS7Rn0&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=1 https://www.youtube.com/watch?v=hCz6uXS7Rn0&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=1 Com as informações de distância percorrida e tempo do movimento é possível calcular a aceleração. Supondo que a velocidade inicial é zero, tem-se: 𝑥 = 1 2 𝑎 ∙ 𝑡2 Que pode ser escrito: 𝑎 = 2𝑥 𝑡2 Substituindo esse valor em 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎 temos: 𝐹 = 𝑚 ∙ 2𝑥 𝑡2 que pode ser escrito: 𝑚 = 𝐹𝑡2 2𝑥 Assim, com algumas informações de entrada, é possível calcular a aceleração, a força ou a massa envolvida no experimento. Materiais de consumo: Descrição Observação Material a ser fornecido pelo aluno Material a ser fornecido pelo aluno Material a ser fornecido pelo aluno Software/aplicativo/simulador Sim ( x ) Não ( ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição do software/aplicativo/simulador: Laboratório Virtual de Física da Universidade Federal do Ceará – Simulações interativas. As Simulações de experimentos procuram guardar semelhança com os experimentos reais correspondentes. Kit Laboratório individual de atividade prática Sim ( ) Não ( x ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição dos materiais do kit: Caso não seja necessário o uso do recurso, preencher com *Não se aplica (NSA) Importante a organização e o planejamento antecipo dado para que a atividade prática obtenha os resultados propostos; Utilize uma internet com boa velocidade para evitar travamentos durante a execução do experimento. / VÍDEO POCKET LEARNING PASSO A PASSO DA PRÁTICA Está prática está dividida em uma parte geral e 6 partes de execução. PARTE GERAL 1. Abrir o laboratório virtual disponível em: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton 2. Familiarize-se com o laboratório; 3. Escolha qualquer planeta, coeficiente de atrito, força e massa; 4. Clique no botão APLICAR FORÇA. Note que nesse procedimento, é possível verificar o movimento do corpo e o acionamento do cronômetro; 5. Clique no botão POSICIONAR. Ele faz zerar o cronômetro, o bloco voltar a posição inicial e permite que sejam escolhidas novamente as variáveis de início. PARTE 1 – 2° LEI DE NEWTON 1. Reinicie o experimento. Escolha Terra; sem atrito; força 1; massa 3; 2. Pressione APLICAR FORÇA; 3. Anote o tempo do movimento; _____ 4. Calcule a aceleração dada pela a equação F = ma → a = F/m; a = _____ 5. Calcule a aceleração pela equação a = 2x/t2. a = _____ Escaneie ou clique sobre o QR Code https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/segunda-lei-newton https://www.youtube.com/watch?v=O4fmh2rBY8U&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=2 https://www.youtube.com/watch?v=O4fmh2rBY8U&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=2 PARTE 2 – DETERMINAR UMA MASSA DESCONHECIDA 1. Reinicie o experimento. Escolha Terra; Força 1; Sem atrito; Massa 3. 2. Pressione APLICAR FORÇA. 3. Anote o tempo do movimento. _____ 4. Calcule a massa dada pela a equação m = F t2/ 2x. 5. Repita os passos anteriores, mantendo planeta Terra, Força 1, Sem Atrito. Altere as massas. Preencha a Tabela 1. Tabela 1 - Cálculo da massa para o planeta Terra PARTE 3 – VERIFICAR AS MASSA 1. Reinicie o experimento. Escolha Vênus; Força 1; Sem atrito; Massa 3; 2. Pressione APLICAR FORÇA; 3. Anote o tempo do movimento; _____ 4. Calcule a massa dada pela a equação m = F t2/ 2x; 5. Repita os passos anteriores, mantendo Vênus, Força 1, Sem Atrito. Altere as massas. Preencha a tabela 2. Tabela 2 – Cálculo da massa para o planeta Vênus PARTE 4 – VERIFICAR MASSA 1. Repita a parte 3 para o planeta Marte e preencha a tabela 3. Tabela 3 – Cálculo da massa para o planeta Marte PARTE 5 – DETERMINAR UMA FORÇA DESCONHECIDA 1. Reinicie o experimento. Escolha Terra; Força 1; sem atrito; Massa 3; 2. Pressione APLICAR FORÇA; 3. Anote o tempo do movimento; _____ 4. Calcule a força dada pela a equação F = 2x m / t2; 5. Repita os passos anteriores, mantendo planeta Terra, Sem Atrito. Altere as forças e massas. Preencha a tabela 4. Tabela 4 – Cálculo das forças o planetaTerra PARTE 6 – DETERMINAR UMA FORÇA DESCONHECIDA 1. Repita a parte 5 para os planetas Marte e Vênus e preencha a tabela 5. Tabela 5 – Cálculo das forças os planetas Marte e Vênus Caro aluno (a), Você deverá entregar o Relatório tipo Apresentação Simples (Power point). Para isso, faça o download do template, disponibilizado junto a este roteiro, e siga as instruções contidas no mesmo. Apostila – Unidade III – 2° Lei de Newton. QUEDA LIVRE Estudos de movimentos em queda livre descrevem situações cotidianas. São equacionamentos físicos que podem ser utilizados desde a construção de um edifício, até o tempo em que gotas de chuva ou de irrigação levam para atingir o solo. Um dos principais parâmetros para o estudo do movimento de queda livre é a aceleração da gravidade. A presente atividade prática tem como objetivos: 1. Estudar o deslocamento, velocidade e aceleração de um móvel em queda livre; 2. Determinar a aceleração da gravidade local. Caro aluno (a), para a realização desta prática vamos utilizar um simulador virtual. O foco do experimento será o estudo de queda livre com diferentes acelerações da gravidade. O link para acesso ao laboratório virtual em que está o experimento é: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre Obs.: Caro aluno (a), no caso de atividades práticas em ambientes profissionais você deve verificar o calendário destas atividades com o seu polo de apoio presencial UniFatecie. Caso haja dúvidas, ou não possuir polo, entre em contato com seu tutor. https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre VÍDEO-POCKET LEARNING EMBASAMENTO TEÓRICO A queda dos corpos pode ser tratada como um caso especial do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), isto é, se desconsiderarmos a resistência do ar (queda livre). Nesse movimento a aceleração que atua no móvel é igual a gravidade. Portanto, podemos trabalhar com esse movimento com as mesmas equações do MRUV. Que são as seguintes: y = y0 + v0t + ½ gt2 (1) v = v0 + gt (2) v2 = v0 2 + 2g (y − y0) (3) Fazendo y0 = 0 na Equação 1 e sabendo que o corpo parte do repouso (v0 = 0), a Equação 1 se reduz a: y = ½ gt2 Isolando a aceleração, ficamos: g = 2y/t2 (5) Escaneie ou clique sobre o QR Code https://www.youtube.com/watch?v=XB-pxgv80PQ&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=3 https://www.youtube.com/watch?v=XB-pxgv80PQ&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=3 Substituindo o= 0 e a Equação 5 na Equação 2, temos: v = 0 + t (2y/t2) que resulta em: v = 2y/t Esta é a equação que nos fornece a velocidade instantânea no final de cada percurso y. Materiais de consumo: Descrição Observação Material a ser fornecido pelo aluno Material a ser fornecido pelo aluno Material a ser fornecido pelo aluno Software/aplicativo/simulador Sim ( x ) Não ( ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( x ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição do software/aplicativo/simulador: Caso não seja necessário o uso do recurso, preencher com *Não se aplica (NSA) Kit Laboratório individual de atividade prática Sim ( ) Não ( ) Em caso afirmativo, qual? Pago ( ) Não Pago ( ) Tipo de Licença: Não se aplica Descrição dos materiais do kit: Caso não seja necessário o uso do recurso, preencher com *Não se aplica (NSA) Importante a organização e o planejamento antecipo dado para que a atividade prática obtenha os resultados propostos; Utilize uma internet com boa velocidade para evitar travamentos durante a execução do experimento. / VÍDEO POCKET LEARNING PASSO A PASSO DA PRÁTICA Está prática está dividida em uma parte geral e 3 partes de execução. PARTE GERAL 1. Abrir o laboratório virtual disponível em: https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre 2. Familiarize-se com o laboratório. PARTE 1 - ESTUDO DO MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE NA TERRA. 1. Ajuste a altura em 10 cm, como indicado na Tabela 1. Verifique com a régua.; 2. Escolha a massa de 15 g; 3. Pressione “Liberar” e anote o tempo de queda; 4. Repita o procedimento para as outras alturas indicadas na Tabela 1; 5. Preencha os outros campos da Tabela 1. Anote as velocidades com duas casas decimais; Escaneie ou clique sobre o QR Code https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre https://www.laboratoriovirtual.fisica.ufc.br/queda-livre https://www.youtube.com/watch?v=_2lpUOtMiRM&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=4 https://www.youtube.com/watch?v=_2lpUOtMiRM&list=PLMygX6qaUk9L8_kakPbtPcNxRey3E3Ilm&index=4 Tabela 1 – Resultados experimentais para a queda livre na Terra 6. Anote na Tabela 2 o intervalo de tempo no deslocamento de y = 0 a y = 10 cm. Anote também a variação da velocidade no intervalo e calcule a aceleração média no intervalo de acordo com os resultados anotados na Tabela 1; 7. Repita os cálculos para os outros deslocamentos indicados na Tabela 2. Tabela 2 – Análise dos resultados da Tabela 1 para o cálculo da aceleração 8. Fixe a altura em 100 cm; 9. Meça o tempo de queda para as diferentes massas e anote o resultado na Tabela 3; 10. Repita o procedimento anterior para uma altura de 50 cm. Tabela 3 – Influência da massa no tempo de queda PARTE 2 - DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE DA TERRA. 1. Ajuste a altura em 100 cm, como indicado na Tabela 4. Verifique com a régua; 2. Escolha a massa de 30 g; 3. Pressione “Liberar” e anote o tempo de queda; 4. Repita o procedimento para as outras alturas indicadas na Tabela 4; 5. Preencha os outros campos da Tabela 4. Tabela 4 – Medidas para a determinação da aceleração da gravidade na Terra PARTE 3 - DETERMINAÇÃO DA ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE DA LUA. 1. Repita a Parte 2 da metodologia, usando a aceleração da gravidade da Lua. Tabela 5 – Medidas para a determinação da aceleração da gravidade na Lua Caro aluno (a), Você deverá entregar o Relatório tipo Apresentação Simples (Power point). Para isso, faça o download do template, disponibilizado junto a este roteiro, e siga as instruções contidas no mesmo. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. volume 1. Rio de Janeiro: LTC, 2016. SALES, G. L.; MAIA, M. C. Física Básica I. Fortaleza: UAB/IFCE, 2011. Como obter o alcance máximo (Lançamento Oblíquio): https://www.youtube.com/watch?v=l7IOHyt5zsM