12/08/2009
Carlos Alberto Olivieri
Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Movimento, variações e conservações |
Analisaremos as características de dois movimentos realizados em planos inclinados em ângulos iguais e os compararemos. No primeiro a esfera rola livremente na calha. No segundo a esfera desce dentro da mangueira com água apoiada sobre a calha, tomando-se o cuidado de manter a inclinação da mesma. Convém não posicionar a calha com inclinação muito grande, pois o movimento livre pode ocorrer muito rapidamente, dificultando as operações de disparar e travar o cronômetro manualmente com as devidas precisões.
Faça uma marca na calha para indicar o ponto zero da trajetória e do movimento, e mais 5 outras marcas, conforme as indicações contidas nas tabelas abaixo.
Abandone a esfera em um ponto acima da primeira marca e dispare o cronômetro quando a esfera passar por ela. Ao passar por uma das outras marcas, trave o cronômetro, para medir o tempo de descida da bola até cada uma das distâncias. Repita esse procedimento 4 vezes, e calcule a média entre os tempos medidos.
Como a maioria dos aparelhos de telefonia celular possui cronômetro, peça para que os alunos verifiquem essa possibilidade.
Peça para que eles completem as tabelas abaixo:
2ª medida (s)
Deslocamento (cm) | 1ª medida (s) | 2ª medida (s) | 3ª medida (s) | 4ª medida (s) | médias (s) |
0 - 50 | |||||
0 - 100 | |||||
0 - 150 | |||||
0 - 200 | |||||
0 - 250 |
Deslocamento (cm) | 1ª medida (s) | 2ª medida (s) | 3ª medida (s) | 4ª medida (s) | média (s) |
0 - 50 | |||||
0 - 100 | |||||
0 - 150 | |||||
0 - 200 | |||||
0 - 250 |
Inicialmente, para cada distância percorrida pela esfera, deve ser feito um gráfico de s x t (espaço x tempo) construído em papel milimetrado.
Observação: É um bom momento para verificar que alguns alunos não respeitam escalas, possibilitando, de antemão, uma discussão a esse respeito, no sentido de esclarecer que isso pode implicar em interpretação qualitativa errada da velocidade.
Após anotarem os pontos, peça para que tracem a melhor curva que passa por eles. Agora peça para fazerem o gráfico usando uma planilha eletrônica (Excel, por exemplo). Peça para que comparem o gráfico feito por eles e o da planilha. Tem o mesmo aspecto? Deveriam?
Com os gráficos prontos trabalhe com a idéia do que representam as inclinações das curvas traçadas. A inclinação da tangente em cada ponto das curvas traçadas é a taxa de variação instantânea do espaço pelo tempo, isto é, a velocidade instantânea naquele ponto. Discuta a idéia da taxa de variação, pois ela será útil em outras situações.
Observação: Pode-se introduzir o conceito do cálculo diferencial de Newton e Leibniz.
Verifique nos gráficos que representam a esfera se deslocando no interior da água, que a inclinação é praticamente a mesma, levando à conclusão de que a velocidade é constante durante o trajeto, ou seja, o movimento é uniforme.
Já com a esfera que rola livremente na calha, a inclinação vai aumentando e, portanto, a velocidade varia (aumentando), ou seja, o movimento é acelerado.
Observação: É uma boa oportunidade para se discutir a respeito da razão do movimento ser uniforme no caso em que a esfera se desloca no interior da água, ou seja, se discutir a respeito dos tipos de força de atrito (no caso, força de atrito que aumenta com a velocidade), além da relação entre força resultante e aceleração.
Material necessário:
Um cano de PVC de 60 mm, por 6 m de comprimento;
12 metros de mangueira transparente de 50 mm;
8 rolhas para a mangueira;
8 Tripés de laboratório;
4 esferas emborrachadas (esferas de interior de mouse)
Preparo do material
Corte o tubo de PVC na metade e abra-o ao meio para obter duas calhas, ou seja, no total teremos quatro calhas.
Cada grupo deverá colocar uma esfera no interior da mangueira, a seguir enchê-la com água e vedar as extremidades com as rolhas.
Quatro estrelas 2 classificações
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24/03/2010
Quatro estrelasGostei muito da aula, porém poderá haver muito erro ao disparar e travar o cronômetro. O melhor seria usar sensores para sisparar e travar o cronômetro.
24/03/2010
Cinco estrelasMUito boa sua aula