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Gráficos dos Movimentos Rogério Rodrigo Diogo Proansi Tecnologia e Treinamento, Avenida Constituição, 1759 an 1. São José do Rio Preto. São Paulo, SP. EMAIL:rogerio.r.diogo@outlook.com Resumo Aprender como diferentes tipos de gráficos descrevem o movimento dos objetos. Introdução Gráficos de linha são utilizados para descrever o movimento de objetos, como uma bola rolando, um carro andando ou um avião voando. Há diferentes maneiras de representar um movimento em gráfico, e cada uma delas ressalta diversas propriedades do movimento. Gráficos de deslocamento, gráficos x versus y e gráficos de velocidade podem todos ser usados para representar o mesmo movimento, porém cada gráfico utiliza dados distintos e revela informações variadas. Os jornais e outras mídias utilizam diversos tipos de gráficos, e frequentemente eles são mal interpretados, muitas informações podem ser extraídas ao se ler um gráfico com cuidado e atenção. Procedimentos Experimentais Experimento 1 - Massa = 10 kg e ângulo de 0° - (horizontal para a direita) Experimento 2 - Massa = 08 kg e ângulo de 90°- (vertical para cima) Experimento 3 - Massa = 10 kg e ângulo de 0° – (elasticidade de 1, Bate e volta) Experimento 4 - Massa = 10 kg e ângulo de 30° – (Bate 2 vezes) Análise e conclusão 1) - Desenhando gráficos Use os dados de posição da coluna x(m) para construir um gráfico representando o movimento da bola. Seu gráfico deve mostrar a distância percorrida pela bola versus o tempo, com Tempo no eixo x e Distância no eixo y. Em seguida, inclua no gráfico os dados de posição da bola mais leve, do segundo experimento. Nesse caso, use os dados da coluna y(m) para saber a distância percorrida pela bola desde a origem no decorrer do tempo. Não esqueça de identificar os eixos com a variável correta e sua unidade. Use cores diferentes para traçar a linha de cada bola. Verifique se a escala é adequada. Indique alguns pontos de cada linha, o sufi ciente para que você possa construir o gráfico correto. Lembre-se de que você está representando apenas a distância, e não a direção. Gráfico-1 2) - O que cada ponto representa no gráfico? Resp.Cada ponto representa a posição da bola em um determinado instante. 3) - O que diferencia as duas retas que você desenhou no gráfico? O que a declividade das retas lhe informa sobre cada bola? Resp.O que ás diferencia são, a declividade de cada uma e também a cor de cada uma. A declividade das retas nos informa a velocidade das bolas, quanto maior a inclinação da reta, maior a velocidade da bola. 4) - Desenhando gráficos Desenhe o gráfico do experimento 3 com a bola rebatendo. Use os dados de posição x(m) para representar o movimento da bola no gráfico. Seu gráfico deve mostrar a distância percorrida pela bola versus o tempo, com o Tempo no eixo x e a Distância no eixo y. Não se esqueça de identificar os eixos com a variável correta e sua unidade, e de usar uma escala adequada. Depois desenhe um gráfico que represente a velocidade versus o tempo, utilizando os dados da coluna v_tot. Lembre-se de identificar os eixos: Tempo, no eixo x, e Velocidade, no eixo y. Gráfico 2 0 4,000 8,000 12,000 16,000 20,000 0 .0 0 0 0 1 .1 7 0 2 .1 5 9 3 .1 8 0 4 .1 8 6 5 .1 9 9 D is tâ n ci a( m ) Tempo(sec) Gráfico da Distância x o Tempo para massas e ângulos diferentes massa=10kg Massa=8kg Gráfico 3 5) - Quando a bola retornou à posição inicial (x = 0), qual foi o deslocamento total? A velocidade da bola foi alterada depois de ter batido na parede? Resp.O deslocamento total após a bola retornar à posição inicial foi igual à posição inicial, então seu deslocamento é zero.Após a bola bater na parede sua velocidade não foi alterado, apenas houve a mudança de sentindo da bola. 6) - Desenhando gráficos do experimento 4 “Bate 2 vezes” para construir o gráfico abaixo use as colunas x(m) e y(m) para indicar a posição da bola sobre a mesa. Seu gráfico deve mostrar a trajetória da bola usando os pontos (x, y); use o eixo x para os dados de x(m) e o eixo y para os dados de y(m). Identifique os eixos com a variável correta e sua unidade. Utilize uma escala adequada. Lembre-se de que este não é um gráfico de posição × tempo, mas sim um gráfico mostrando a posição da bola no espaço. Use o canto esquerdo inferior do gráfico (x = 0, y = 0) para colocar o primeiro ponto. Gráfico 4 0 4000 8000 12000 16000 20000 0 .0 0 0 0 1 .3 4 6 2 .3 3 6 3 .3 5 2 4 .3 7 5 5 .3 9 8 6 .4 1 2 7 .4 2 2 8 .4 4 3 9 .4 6 6 D is tâ n ci a (m ) Tempo(sec) Gráfico da Distância x Tempo para uma colisão frontal -4500 -3500 -2500 -1500 -500 500 1500 2500 3500 4500 0 .0 0 0 0 1 .3 4 6 2 .3 3 6 3 .3 5 2 4 .3 7 5 5 .3 9 8 6 .4 1 2 7 .4 2 2 8 .4 4 3 9 .4 6 6 V e lo ci d ad e (m /s ) Tempo(sec) Gráfico da velocidade x tempo para uma colisão frontal 7) - Você desenhou diferentes tipos de gráficos. Como cada gráfico representa diferentes informações? Resp.Observando os eixos dos gráficos, pois cada eixo pode representar uma informação distinta. No primeiro gráfico temos posição X tempo, o que pode indicar, por meio de sua declividade, a velocidade, nos permitindo observar a posição da bola a cada instante. No segundo gráfico temos um gráfico de velocidade total X tempo, que pode nos indicar, por exemplo, o sentido do movimento, a velocidade da bola a cada instante e até mesmo a distância total percorrida. No próximo gráfico tivemos um gráfico de posição espacial, representando a posição da bola no espaço em duas dimensões em que e possível localizar a bola a cada instante, que é possível calcular a velocidades nos eixos x e y, além da velocidade total a partir desses dados. Conclusão A partir das conclusões é possível trabalhar conceitos como vetores, velocidade vetorial, conceitos de área e distância percorrida graficamente. É possível ainda levantar pontos como aceleração a partir de gráficos de velocidade, obter equações de movimento a partir de gráficos. Referências FÍSICA - MECÂNICA Autor: Sears & Zemansky / Young & Freedman Prof. Me. Cristiano Cruz / Uninter 0 3500 7000 10500 14000 0 .0 0 0 4 .8 4 6 8 .7 3 3 1 2 .6 7 2 1 6 .6 1 4 1 9 .4 6 1 1 5 .5 7 5 1 1 .3 7 3 P o si çã o Y (m ) Posição x (m) Gráfico de representação espacial para colisão bate 2 vezes
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