2Measuring Speed (Medindo Velocidade).

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Measuring Speed (Medindo Velocidade)
E.J. Silva Pereita
Centro Universitário Uninter
Pap – Gravataí-RS. – CEP: 80610 - 140 - Brasil
e-mail: Emersonjunior14@hotmail.com
Resumo: Na física, velocidade relaciona a variação da posição no espaço em relação ao tempo, ou
seja, qual a distância percorrida por um corpo num determinado intervalo temporal. É uma grandeza
vetorial, possuindo direção, sentido e módulo, esse último chamado de rapidez e de dimensões
[L][T]-1, sendo medida no SI em metros por segundo (m/s ou ms-1). Em geral, os símbolos da
velocidade são v ou o primeiro para a velocidade escalar e o segundo para o vetor velocidade. A
variação da velocidade em relação ao tempo é a aceleração.
Introdução
Velocidade é um conceito fundamental
para a mecânica clássica. Foi a partir desse que os
primeiros físicos puderam desenvolver o estudo do
movimento dos corpos, tornando-se capazes de
descrever trajetórias através de funções
matemáticas. Isaac Newton, pai da mecânica clássica,
desenvolveu o cálculo diferencial a partir desse estudo.
Há dois tipos de movimentos considerados mais
simples: o movimento retilíneo uniforme (MRU) e o
movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV),
que são representados por equações lineares e
quadráticas respectivamente. Para outros tipos de
movimento mais complexos utiliza-se a derivada.
Procedimento Experimental
1-Inicie o programa Virtual Physics e selecione
Measuring Speed na lista de atividades. O programa
vai abrir a bancada de mecânica (Mechanics).
2-Na área do experimento há um bloco posicionado
em cima de uma mesa sem atrito (vista lateral). Um
êmbolo está preso ao bloco e será utilizado para
golpeá-lo. Você vai medir o comprimento da mesa e o
tempo que o bloco leva para deslizar sobre ela. Você
também deve registrar
a força utilizada para golpear o bloco e fazê-lo
deslizar.
3-Antes de começar, suponha que um bloco deslize
por todo o comprimento da mesa em um pequeno
intervalo de tempo e que outro bloco demore mais
fazer o mesmo.
Aplicando conceitos Qual a relação entre a
velocidade dos dois blocos?
A relação é a mesma força aplicada com atritos
diferentes
O êmbolo está inicialmente ajustado para golpear
o bloco com uma força de 78 N.
Aperte o botão Force para que o bloco comece
a deslizar. Ao chegar ao final da mesa, o experimento
para automaticamente. Observe a posição do bloco,
registrada em r, no painel de dados. Anote
essa distância na Tabela de dados 1. Também anote o
tempo que o bloco levou para deslizar
sobre a mesa. Essa medida aparece no painel Time.
Clique no botão Reset para restaurar as
condições iniciais do experimento. Repita o
experimento algumas vezes alterando a força com
que o êmbolo golpeia o bloco. Para alterar a força do
êmbolo, use a seção Forces no dispositivo
para alteração de parâmetros (Parameters). Utilize
forças maiores e menores do que a força
inicial. Registre seus dados na Tabela de dados 1.
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Análise e Resultados
Desenhando gráficos indique no gráfico a seguir
a distância e o tempo observados no experimento
inicial. Denomine o eixo horizontal como Tempo (s) e
o eixo vertical como Distância (cm).
Você tem dois pontos de dados: o primeiro ponto
será (0 s, 0 cm) e é o ponto em que o deslizamento
começou; o segundo ponto será o tempo e a distância
total que você mediu. Trace uma reta ligando esses
dois pontos.
Utilize uma escala adequada, que permita a
representação de todos os seus dados. No mesmo
gráfico, desenhe outras retas – todas começando no
ponto (0 s, 0 cm) – para os experimentos realizados
com outras forças. Use cores diferentes para cada
reta. As retas mostram que os blocos partiram do
mesmo lugar e percorreram a distância medida em
diferentes intervalos de tempo.
Aplicando conceitos cada reta no gráfico que você
desenhou deve apresentar inclinações diferentes. O
que a declividade das retas informa sobre o
movimento do bloco sobre a mesa?
Lembre-se do que você observou nos experimentos.
No respectivo teste, os objetos chegaram a 500 cm
em diferentes tempos, em decorrência da diferença de
força aplicada entre os testes.
Fazendo previsões O que você pode dizer sobre a
declividade da reta no gráfico, se o bloco
Levar ainda menos tempo para percorrer a mesma
mesa?
A reta irá se declinar cada vez mais, devido ao
acréscimo de tempo que o objeto levara para chegar
aos 500 cm.
Interpretando dados você pode calcular a declividade
de uma reta em um gráfico utilizando a seguinte
equação: declividade da reta = (variação no eixo y) /
(variação no eixo x)
Neste experimento, a variação do eixo y é a
distância percorrida pelo bloco e a variação do eixo x
é o tempo que o bloco levou para percorrer essa
distância. Utilizando os dados do gráfico ou da
Tabela de dados 1.
calcule a velocidade média dos blocos. Registre os
valores na Tabela de dados 2.
A velocidade dos blocos foi constante ou mudou
durante o experimento?
A velocidade do bloco mudou proporcionalmente a
força aplicada.
Segue tabela e gráfico da velocidade em relação a
força:
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Conclusão
Concluímos que a variação de velocidade
está diretamente ligada a força aplicada no
corpo em questão. Portanto, a ideia é bem
simples: se um móvel, durante todo o percurso,
mantiver sua velocidade constante em V km/h,
a força com que ele está se deslocando
também é constante.
Referências
Programa: Virtual Lab física Mecânica
Rodrigues, M.; Dias F.; Física na Nossa Vida;
Porto Editora; 2004; Porto.
www.brasilescola.com/fisica/segunda-lei-
newton.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Segunda_Lei_de_N
ewton
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanic
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http://www.infoescola.com/fisica/2a -lei-de-
newton-principio-fundamental -da-
mecanica/
HALLIDAY E RESNICK. Fundamentos de
física. Rio de Janeiro: Livros
Técnios e Científicos S.A., 2007.
KELLER, Frederick. Física Volume 1. São
Paulo: Pearson Makron Books,
2004.
HEWIT, Paul. Física Conceitual. Porto Alegre:
Bookman, 2002.
Raymond A. Serway / John W . Jewett, Jr.
Princípios de Física 1,
Mecânica ClassicaVol°1 Editora Cengage
Learnin. H .Moysés Nussenzveig,.
Mecânica, Curso de física básica 4º edição,
Volume 1 Editora Edgard Blucher.
Wikipédia Física Mecânica.