1. Características do movimento retilíneo uniforme (MRU) e uniformemente acelerado (MRUV)
2. Confeccionar tabelas
3. Confeccionar e analisar gráficos
4. Efeitos do atrito viscoso
5. Coleta e analise de dados experimentais

1. Noções dos movimentos
2. Unidades de medidas
3. Noções de gráficos

1ª AULA:

Atividade prática

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:

1. Movimento da esfera livre na calha

2ª medida (s)

2. Movimento da esfera no tubo com água

2ª AULA

Tabulação

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?

3ª AULA

Analisando os gráficos

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.