seminÁrios sobre cinemÁtica, dinÂmica e...

A U T O R A S : B E A T R I S L I S B Ô A M E L L O

J O S I A N E L A D E L F O

O L G A D A R O S A P E R E I R A

P R O F E S S O R : S E R G I O M I T T M A N N D O S S A N T O S

C O M P O N E N T E C U R R I C U L A R : E N E R G I A E M O V I M E N T O

SEMINÁRIOS SOBRE CINEMÁTICA, DINÂMICA E ONDAS

CINEMÁTICA

Estuda a descrição dos movimentos dos corpos, sem se preocupar com a análise de suas causas.

Geralmente trabalha-se aqui com partículas ou corpos desprezando suas dimensões em relação ao problema.

M.R.U e M.R.U.V

Trabalha-se principalmente

com as seguintes grandezas:

- Tempo

- Distância

- Deslocamento

- Velocidade (média e instantânea)

- Aceleração

EXPERIMENTO DE CINEMÁTICA

O experimento explora conceitos de velocidade e aceleração.

Material:

- Rampa de madeira com fita métrica ou dois tubos fluorescentes fixados lad0 a lado com fita adesiva;

- Apoio de aproximadamente 20 cm de altura;

- Bola de gude;

- Cronômetro;

- Objeto para apoio (livros).


Procedimentos: Acomode a rampa de madeira de forma inclinada. Coloque a bolinha no

ponto mais alto da rampa e solte sem empurrar. O desenho a seguir pode orientar na realização do experimento:

Conforme a sua observação, a velocidade da bolinha quando passa pelo ponto de 75 cm é igual à velocidade em que ela chega ao final do trajeto, 150 cm? Explique sua resposta elaborando uma hipótese.


Testando a hipótese:

Procedimentos:

Realize os mesmo procedimentos do experimento anterior, mas dessa vez cronometrando o tempo que a bolinha leva para completar todo o percurso partindo do ponto zero até os 150 cm, conforme a fita métrica. Complete os dados a seguir:

∆t:

∆x:

V:

A partir dos resultados, calcule a aceleração:


A partir desse roteiro sugere-se algumas questões como: - A sua hipótese pode ser confirmada? Explique sua resposta com base nos dados obtidos.

- O fenômeno estudado nesses experimentos correspondem à M.R.U ou M.R.U.V? Explique sua resposta baseando-se nas definições dos dois movimentos retilíneos.

Também é possível trabalhar com gráficos e tabelas para análise de dados.


Distância (cm) Tempo (s)

0,0 0,0

0,30 0,91

0,60 1,29

0,90 2,23

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 2 3 4

tempo

distância

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1 2 3 4

aceleração

tempo

velocidade

Tabela de dados da distância pelo tempo.

Gráfico distância pelo tempo. Gráfico da Aceleração: Velocidade pelo Tempo.

Exemplos de gráficos e tabelas que podem ser feitos a partir do experimento.

DINÂMICA

A dinâmica é uma parte da mecânica que tem como principal estudo a explicação de como um corpo em repouso é capaz de entrar em movimento e como é possível alterar o estado de movimento de um corpo.

A dinâmica realiza análises das forças que atuam sobre os corpos em repouso ou em movimento.

EXPERIMENTO DE DINÂMICA

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso

corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que estamos sendo "jogados" para o lado contrário à curva. Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.

Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é: "Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento".

Um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero.

Considerando as informações do texto acima, realise o experimento a

seguir:


Material:

- Carrinho de aço;

- Bolinha de vidro (popularmente conhecida como “bola de gude” e “bolita”);

- Rampa de madeira ou papelão;

- Lápis;

- Massa de modelar (um pedaço pequeno);

- Fita adesiva;

- Livros.


Procedimentos:

Empilhe os livros sobre uma mesa reta e lisa. A seguir, apoie a rampa no topo da pilha de livros, formando assim uma ladeira no qual irá descer o carrinho. No “pé” da rampa, fixe um lápis com fita adesiva, a mais ou menos 20 cm da base da rampa.

Montagem do carro

Coloque um pedaço de massa de modelar no capô do carrinho, de forma a fixa-la, e sobre a massa de modelar, levemente presa, a bolinha de vidro.


Posicione o conjunto carro + massa + bolinha no alto da rampa conforme figura a seguir.

Deixe o carrinho, com a bolinha presa a ele, rolar a rampa em direção ao lápis (obstáculo).

Descreva o que aconteceu com o carrinho e a bolinha.



Para esse experimento sugere-se algumas questões:

- Com base na 1ª Lei de Newton, explique o comportamento do

carrinho e da bolinha após bater no lápis

- As leis de segurança no transito condicionam os motoristas e passageiros de veículos automotores ao uso de alguns equipamentos de segurança, como o cinto de segurança e a cadeirinha. Explique como esses equipamentos funcionam, conforme os conhecimentos trabalhados no experimento, e a importância desses dispositivos.

DINÂMICA X CINEMÁTICA

Na cinemática, estuda-se o movimento sem compreender sua causa.

Na dinâmica, estuda-se a relação entre a força e movimento.

ONDAS

Uma onda é um movimento causado por uma perturbação, e esta se propaga através de um meio.

• Ondas Mecânicas: são ondas que precisam de um meio material para propagar, pois envolve o transporte de energia cinética e potencial e depende da elasticidade do meio. Por isto não é capaz de propagar-se no vácuo. Ex.: molas e cordas, sons e superfícies de líquidos.

• Ondas Eletromagnéticas: são ondas geradas por cargas elétricas oscilantes. Sua propagação não depende do meio em que se encontram, podendo propagar-se no vácuo e em alguns meios materiais. Ex.: ondas de rádio, de radar, os raios x e micro-ondas.

Crista da onda

Vale da onda

ƛ

EXPERIMENTO DE ONDAS

Objetivo: Visualizar através da vibração e da luz as ondas sonoras.

Material:

- Lata de Nescau (metálica) sem o fundo;

- Balão;

- Tesoura;

- Cola ou dubla-face;

- Fita adesiva (larga);

- Pedaço de espelho de aproximadamente 1 cm x 2 cm;

- Lanterna.


- Retire a ponta do balão com a tesoura.

- Encaixe o balão numa das extremidades da lata.

- Cole o espelho na superfície do balão.


Apague as luzes da sala, deixando-a o mais escuro que puder. Acenda a Luz da lanterna e direcione para o espelho fazendo a luz refletir em uma parede. Vocalize algo com bastante intensidade na extremidade da lata que está sem a cobertura do balão. Observe o reflexo da luz no momento em que vocaliza na lata.

Algumas questões que pode ser feitas a partir do experimento:

O que você observou? Descreva: Nesse experimento qual foi o meio por onde propagou as ondas? Com base no meio de propagação da onde, podemos dizer que ela é de

qual tipo: Represente através de um desenho o que aconteceu no experimento.

REFERÊNCIAS

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. V. 1 – Mecânica. 8ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. V. 2 – Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 8ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/

http://www.feiradeciencias.com.br/sala04/index4.asp

http://www.youtube.com/watch?v=TJgj7p-Usg0

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/

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