Aula Prática Física Geral e Experimental Mecânica

Aula Prática Física Geral e Experimental Mecânica

Conterá a resolução dos roteiros abaixo:

Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO
Aula: A3_MOVIMENTO UNIFORME E VARIADO E QUEDA LIVRE

Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO
Aula: A4_MOVIMENTO BIDIMENSIONAL

Unidade: U3_TRABALHO E ENERGIA
Aula: A4_ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO

Unidade: U4_MOVIMENTO LINEAR, IMPULSO E COLISÕES
Aula: A3_COLISÕES

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA
Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO
Aula: A3_MOVIMENTO UNIFORME E VARIADO E QUEDA LIVRE
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Caracterizar o movimento de um objeto através das grandezas que compõe a Cinemática:
deslocamento, velocidade média e aceleração média.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA
Equipamentos:
• Computador com acesso à internet
~ 1 unid. 1 aluno
SOLUÇÃO DIGITAL
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Movimento Retilíneo Uniformemente Variado – MRUV”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve
ser acessado por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao
simulador será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do
segundo acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida.
O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)
3
Atividade proposta: Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento,
velocidade média e aceleração média, compreendendo e estimando a velocidade média e a
aceleração média de um objeto em movimento.
Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento MOVIMENTO RETILÍNEO
UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV), que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da
Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual
para o desenvolvimento da atividade.
Ao abrir a tela inicial, clique em “Modo experimento”.
Assim, teremos:
 Montando e ajustando o experimento:
Arraste o nível bolha até o plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do mouse e sobre ele
e arrastando-o.
4
 Nivelando a base:
Nivele a base, clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção
“Nivelar base”.
5
Os “pés” da base do plano inclinado serão ajustados, deixando a bolha do nível centralizada.
 Posicionando o ímã:
Arraste o ímã até a indicação em vermelho no plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do
mouse. Esse ímã será usado posteriormente para fixar o carrinho.
 Posicionando fuso elevador:
6
Posicione o fuso elevador, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso e arrastandoo para uma das posições em destaque. A posição destacada em verde é para pequenas
inclinações e a posição destacada em amarelo é para grandes inclinações.
Neste experimento usaremos a posição para grandes inclinações.
 Posicionar o sensor:
Posicione o sensor em 300 mm na régua, clicando com botão esquerdo do mouse no sensor. O
sensor será utilizado para medir o tempo decorrido no movimento do carrinho.
Observe a escala que aparece no canto da tela. O ponto branco que aparece no sensor, como
destacado em vermelho, é o ponto de ativação.
 Ajustando a inclinação da rampa:
Inicie a etapa de regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão. Inicie a etapa de
regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão direito do mouse no fuso elevador e
selecionando a opção “Girar fuso”.
7
Com o fuso na posição de grandes inclinações, ajuste o ângulo para 10° clicando com o botão
esquerdo do mouse nas setas “Subir” e “Descer”.
 Ligando o multicronômetro:
Visualize o cronômetro, em detalhes, acessando a câmera “Cronômetro”, clicando com o botão
esquerdo do mouse sobre o menu lateral esquerdo.
8
Conecte a fonte de alimentação do multicronômetro na tomada, clicando e arrastando com o
botão esquerdo do mouse sobre a fonte.
Para ligar o multicronômetro, clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”.
Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” para voltar à seleção de funções.
Para selecionar uma das funções que aparecem no visor, clique com o botão esquerdo do mouse
nos botões azuis.
9
Para ajustar valores, clique com o botão esquerdo do mouse nas setas.
 Conectando o cabo no multicronômetro:
Conecte o cabo do sensor na porta S0 do multicronômetro, clicando e arrastando com o botão
esquerdo do mouse, conforme demonstrado abaixo.
10
 Operando o multicronômetro:
Selecionando o idioma.
Selecionando função: Clique no botão destacado em verde até que apareça a função “F3 10PASS
1SEN”. Em seguida, clique no botão destacado em vermelho para selecionar a função.
Número de intervalos: Clique na seta destacada em amarelo para escolher o número de intervalos
(dez) e, então, no botão destacado em verde para confirmar.
11
Você está pronto para começar o experimento.
 Posicionando o carrinho:
Acesse a câmera “Plano inclinado”.
Para que não desça a rampa antes do desejado, arraste o carrinho até o ímã, clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre ele.
12
O carrinho permanecerá em repouso até que o ímã, que o mantém nesta posição, seja retirado.
 Retirando o ímã:
Acesse a câmera “Bancada”.
Solte o carrinho, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o ímã. O carrinho será solto e
descerá pelo plano inclinado. O sensor medirá o intervalo de tempo entre marcações existentes
sobre o carrinho.
13
 Realizando as leituras dos resultados:
Clique com o botão esquerdo do mouse no botão destacado em amarelo para verificar os
resultados e no botão destacado em verde para repetir o experimento.
Leia o resultado do experimento.
Clique nas setas destacadas em amarelo para ver os pontos de medidas e seus resultados.
14
Devido às marcações existentes sobre o carrinho, o sensor captará medidas de tempo nas
marcações 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm, 144 mm, 162 mm
e 180 mm.
 Anotando e avaliando os resultados:
Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo e anote os valores encontrados considerando
as posições (S) e o tempo (t) para cada uma delas. O tempo ao quadrado (t2
) deverá ser calculado
com o valor do tempo (t) obtido.
Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela
semelhante à demonstrada a seguir.
Intervalos Vm (m/s)
S0 a S2
S2 a S4
S4 a S6
S6 a S8
S8 a S10
Para o cálculo da velocidade, utilize a equação para a velocidade média em cada um dos
intervalos de posição e tempo:
𝒗 =
∆𝑺
∆𝒕
Com os dados de velocidade média da tabela e os intervalos de tempos, construa o gráfico de
velocidade em função do tempo, obtenha a aceleração e monte a função horária do movimento.
Assim, com os dados obtidos e calculados, responda:
1. Construa o gráfico S x t (Espaço x Tempo).
2. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x
Tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído?
15
3. Construa o gráfico S x t2 (Espaço x Tempo2
).
4. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “Espaço x
Tempo2
”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído?
5. Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela. Para
isso, deve-se utilizar a equação 𝒗 =
∆𝑺
∆𝒕
em que:
 ∆S2 = S2 − S0; ∆t2 = t2 − t0
 ∆S4 = S4 − S2; ∆t4 = t4 − t2
 ∆S6 = S6 − S4; ∆t6 = t6 − t4
 ∆S8 = S8 − S6; ∆t8 = t8 − t6
 ∆S10 = S10 − S8; ∆t10 = t10 − t10
6. Construa o gráfico v x t (velocidade x tempo).
7. Com base em seus conhecimentos, qual o tipo de função representada pelo gráfico “velocidade
x tempo”? Qual o significado do coeficiente angular do gráfico construído? (Lembre-se que no
MRUV, a velocidade é dada por v = vo + at)
8. Qual a aceleração média deste movimento?
9. Ainda utilizando o gráfico, encontre a velocidade inicial do carrinho no t0. Para isso, basta
extrapolar o gráfico e verificar o valor da velocidade quando a curva “cruza” o eixo y.
10. Diante dos dados obtidos e dos gráficos construídos, monte a função horária do
experimento.
11. Por que é possível afirmar que esse movimento é uniformemente variado?
12. Faça o experimento com a inclinação de 20° e compare os resultados.
Checklist:
 Acessar seu AVA;
 Clicar no link do experimento MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO –
MRUV;
 Montar e ajustar o experimento;
 Nivelar a base;
 Posicionar o ímã;
 Posicionar o fuso elevador;
 Posicionar o sensor;
 Ajustar a inclinação da rampa;
 Utilizar o multicronômetro;
 Realizar o experimento;
 Avaliar os Resultados.
16
RESULTADOS
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível caracterizar o movimento retilíneo uniformemente
variado (MRUV), fornecer a equação horária da posição e da velocidade de um móvel em MRUV
a partir de suas observações e medições, construir diferentes gráficos envolvendo as principais
variáveis físicas do MRUV e interpretar os gráficos das variáveis do MRUV.
ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR
Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas
FÍSICA GERAL E
EXPERIMENTAL MECÂNICA
Roteiro
Aula Prática
2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA
Unidade: U1_CINEMÁTICA – MOVIMENTO UNIFORME E UNIFORMEMENTE VARIADO
Aula: A4_MOVIMENTO BIDIMENSIONAL
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Caracterizar o movimento de um objeto em queda livre, comprovando que um corpo ao percorrer
um trajeto em queda livre realiza um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV). Assim,
com base nas equações do movimento de queda livre, será possível determinar a aceleração da
gravidade.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA
Equipamentos:
• Computador com acesso à internet
~ 1 unid. 1 aluno
SOLUÇÃO DIGITAL
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Queda Livre”. O laboratório virtual é uma plataforma para
simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado por computador, não deve ser
acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador será um pouco mais lento, pois
alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura
dos experimentos será mais rápida.
O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
3
QUEDA LIVRE
Atividade proposta: Caracterizar o movimento de queda livre e calcular a aceleração da
gravidade.
Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento QUEDA LIVRE, que será desenvolvido na
plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem
realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
Ao abrir a tela inicial, clique em “Modo experimento”.
Leia as informações com relação ao uso do mouse e aperte o “X” para fechar a tela.
Feito isso, o experimento pode ser inicializado.
4
 Realizando as ligações elétricas:
Neste passo você irá conectar todos os componentes elétricos do circuito abaixo. Isto inclui
conectar o sensor, o eletroímã, o cronômetro e a chave liga/desliga, de modo a possibilitar o
adequado andamento do experimento.
No sistema de medidas para o experimento, cada componente exerce uma função para a
obtenção dos dados. A chave liga/desliga é utilizada para acionar o eletroímã, permitindo,
assim, que a esfera seja fixada no topo da haste de ensaio.
Desative a chave liga/desliga para que a esfera caia em queda livre.
O sensor fotoelétrico é utilizado para identificar a passagem da esfera pela posição
determinada. O eletroímã é utilizado para fixar a esfera no topo da haste de ensaio, sendo
acionado e desativado pela chave liga/desliga. Por fim, o cronômetro é utilizado para registrar o
tempo que a esfera percorre o trajeto determinado até o sensor em queda livre.
5
Acesse a câmera “Cronômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o menu
superior esquerdo. Visualize os acoplamentos e cabos.
Conecte o eletroímã ao cronômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o cabo
vermelho em destaque, arrastando-o e colocando-o na posição indicada.
Conecte o cabo do sensor de passagem ao cronômetro, clicando com o botão esquerdo do
mouse sobre o cabo amarelo em destaque, arrastando-o e colocando-o na posição indicada.
6
Conecte o cabo da chave liga/desliga ao cronômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre o cabo azul em destaque, arrastando-o e colocando-o na posição indicada.
7
Conecte o cabo do eletroímã na chave liga/desliga, clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre o cabo em destaque, arrastando-o e colocando-o na posição indicada.
Em seguida, conecte o cabo que vai do cronômetro para a chave liga/desliga, clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre o cabo em destaque, arrastando-o e colocando o na posição
indicada.
8
 Ligando o cronômetro:
Acesse a câmera “Bancada”.
Conecte a fonte de alimentação do cronômetro à fonte de energia, clicando com o botão
esquerdo do mouse sobre a fonte de alimentação e arraste-a para a posição em destaque.
9
Agora é possível visualizar a tela do cronômetro.
Ligue o cronômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”.
 Adicionando o eletroímã
Clique com o botão esquerdo do mouse no botão da chave para que ele mude de
posição, acionando a chave e ligando o eletroímã.
10
 Posicionando a esfera:
Posicione a esfera menor no eletroímã, clicando com o botão direito do mouse na esfera menor
(massa = 7g) e selecione a opção “Posicionar no plano vertical”.
11
 Medindo o diâmetro da esfera:
Observe o diâmetro da esfera, acessando a câmera “Eletroímã”.
Anote esse valor!
 Posicionando o sensor:
Acesse a câmera “Plano vertical”. Posicione o sensor 100 mm abaixo da esfera, clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre ele. Observe que, como o diâmetro da esfera já foi medido no
passo anterior, você deverá mover o sensor até a posição (100 + Desfera menor)mm.
12
 Promovendo a queda livre da esfera:
Desligue o eletroímã, para que a esfera caia livremente, clicando com o botão esquerdo do
mouse sobre a chave (liga/desliga).
Após a queda da esfera é possível verificar o tempo no visor do cronômetro. Anote este valor!
13
Ligue novamente o eletroímã para que a esfera seja fixada e não caia sobre o cesto.
 Repetindo o experimento:
Acesse a câmera “cesto”. Posicione a esfera novamente no plano vertical, clicando com o
botão direito do mouse sobre a esfera e selecionando a opção “Posicionar no plano vertical”.
Resete o cronômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” do
cronômetro.
Realize cinco medições.
Realize o experimento para cada esfera nas posições (100 + Desfera menor) mm, (200 +
Desfera menor) mm, (300 + Desfera menor) mm, (400 + Desfera menor) mm, (500 + Desfera menor) mm.
Crie uma tabela semelhante à apresentada abaixo e anote os valores encontrados para cada
uma das 5 repetições do experimento.
Você usará esta tabela para anotar os valores da aceleração da gravidade e da velocidade da
esfera que irá calcular.
 Posicionando a esfera na mesa:
14
Acesse a câmera “Cesto”. Posicione a esfera sobre a mesa, clicando com o botão direito do
mouse sobre a esfera e selecione a opção “Posicionar na mesa”.
 Ensaiando a segunda esfera:
Repita o experimento para a outra esfera. Neste caso as posições do sensor deverão ser
ajustadas em (100 + Desfera maior) mm, (200 + Desfera maior) mm, (300 + Desfera maior) mm, (400 + Desfera
maior) mm, (500 + Desfera maior) mm.
 Analisando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda com relação ao experimento da primeira esfera.
1. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio” e observe a relação entre as variáveis
posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação?
2. Construa o gráfico “Posição do sensor x Tempo médio ao quadrado” e observe a relação entre
as variáveis posição e tempo. Qual função melhor descreveria esta relação?
3. Compare os gráficos construídos anteriormente. Você observou alguma diferença entre eles?
Se sim, qual o motivo desta diferença?
4. Utilize a equação abaixo calcular o valor da aceleração da gravidade em cada ponto e complete
a tabela que você fez anteriormente. Em seguida compare os valores encontrados.
𝒈 =
𝟐𝒉
𝒕
𝟐
5. Compare os valores encontrados. Houve diferença nos valores encontrados? Se sim, o que
você acha que proporcionou essa diferença?
15
6. Utilize a equação abaixo para calcular o valor da velocidade instantânea em cada ponto e
complete a tabela.
𝒗 = 𝒈𝒕
7. Construa o gráfico da “Velocidade x Tempo”. Qual o comportamento da velocidade?
Com os dados obtidos e calculados, responda com relação ao experimento da segunda esfera.
1. Compare os valores obtidos para a aceleração da gravidade. Houve diferença nos valores
encontrados? Explique.
2. Compare os gráficos de “Velocidade x Tempo” obtidos com as duas esferas. A velocidade varia
igualmente para as duas esferas?
3. Compare os tempos de queda das esferas. Explique o resultado!
4. Com base nos resultados obtidos e nos seus conhecimentos, como seria o comportamento do
tempo se o experimento fosse realizado com uma esfera ainda menor do que as que você utilizou
no experimento?
Checklist:
 Acessar seu AVA;
 Clicar no link do experimento QUEDA LIVRE;
 Realizar as ligações elétricas;
 Ligar o cronômetro;
 Acionar o eletroímã;
 Posicionar a esfera;
 Medir o diâmetro da esfera;
 Posicionar o sensor;
 Promover a queda livre da esfera;
 Repetir o experimento;
 Posicionar a esfera da mesa;
 Ensaiar a segunda esfera;
 Analisar e avaliar os Resultados.
RESULTADOS
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível caracterizar o movimento de queda livre como um
caso particular do MRUV; desenvolver a equação horária do movimento de queda livre a partir
de suas observações; traçar os gráficos das variáveis do movimento de queda livre; interpretar
gráficos do movimento de queda livre; determinar a aceleração da gravidade pelo estudo do
movimento de queda livre.
16
ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR
Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas
FÍSICA GERAL E
EXPERIMENTAL MECÂNICA
Roteiro
Aula Prática
2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA
Unidade: U3_TRABALHO E ENERGIA
Aula: A4_ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Obter os valores de energia potencial gravitacional e energia cinética, avaliando a conservação
da energia em um movimento. E ainda, compreender os processos de transformação de energia
na descrição de um movimento, levando em consideração o princípio de conservação de energia.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA
Equipamentos:
• Computador com acesso à internet
~ 1 unid. 1 aluno
SOLUÇÃO DIGITAL
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Princípio da Conservação de Energia”. O laboratório
virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado
por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador
será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo
acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida.
O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
3
Atividade proposta: Compreender e comprovar a transformação da Energia Potencial
Gravitacional em Energia Cinética, esclarecendo o princípio da Conservação da Energia
Mecânica.
Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DE
ENERGIA, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso,
seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da
atividade.
Clicando no link do experimento”, abrirá a tela inicial do laboratório virtual.
Fechando a tela explicativa do funcionamento do mouse, teremos:
 Ajustando o experimento:
Nivele a base, com o auxílio do nível bolha. Para isso, clique sobre o nível que está sobre a
bancada (1) e arraste até a posição destacada em vermelho no plano inclinado (2).
4
Para nivelar, basta clicar com o botão direito do mouse sobre o nível bolha e selecionar a opção
“Nivelar base”.
Ajuste a posição do sensor para a distância desejada. Para isso, clique sobre o sensor e arraste
o mouse. Perceba que, no canto inferior esquerdo da tela, surgirá uma janela com a escala
graduada do plano inclinado e a indicação da posição do sensor. Coloque-o na posição 300 mm
da régua.
5
Regule a inclinação da rampa, utilizando o fuso elevador. É possível posicionar o fuso elevador
para grandes inclinações (1) ou pequenas (2). Nesse experimento, deve-se posicionar o fuso para
grandes inclinações.
Gire o fuso elevador, clicando com o botão direito do mouse sobre fuso e selecionando a opção
“Girar fuso”.
6
Altere o ângulo de inclinação do plano para 20°, utilizando as setas “Subir” e “Descer” para
aumentar e diminuir o ângulo.
 Ligando o multicronômetro:
Para ligar o multicronômetro, acesse a câmera “Cronômetro”. Coloque a fonte de alimentação na
tomada, clicando sobre ela e arrastando até a posição desejada.
Conecte o cabo do sensor na porta S0 do cronômetro, clicando sobre ele e arrastando até a
posição desejada.
7
Ligue o cronômetro, clicando no botão “Power”. Selecione o idioma, clicando no botão azul da
esquerda.
Selecione a função “F2 VM 1 SENSOR”, utilizando o botão azul da direita para procurar a função
e o botão central para selecionar.
Insira a largura do corpo de prova. Para isso, clique sobre o botão azul da direita.
8
Ajuste o valor para 50 mm. Para isso, utilize as setas esquerda/direita para alterar a casa decimal
e as setas cima/baixo para alterar o valor. Em seguida, confirme o valor, clicando sobre o botão
azul da direita.
 Ensaiando o corpo de prova OCO:
Posicione o corpo de prova oco no plano inclinado. Para isso, clique sobre ele e arraste até a
posição desejada.
9
Verifique os resultados no display do multicronômetro, clicando sobre o botão azul da esquerda.
Observe o resultado exibido.
Verifique também o resultado da velocidade linear no intervalo, clicando sobre a seta direita. Para
repetir o experimento, clique no botão azul central.
10
Repita o procedimento mais 2 vezes com o corpo de prova oco.
 Repetindo com o corpo de prova maciço:
Repita todo o procedimento descrito até aqui para realizar o ensaio com o corpo de prova maciço,
também repetindo 3 vezes.
 Avaliando os resultados:
Anote os dados de velocidade dos corpos de provas ensaiados obtidos em uma tabela,
semelhante à tabela abaixo:
A próxima tabela apresenta as informações dos corpos de prova:
Aplicando os conceitos de energia mecânica e sua conservação com os dados obtidos no
experimento, juntamente com os dados da tabela acima, calcule:
11
Assim, com os dados obtidos e calculados, responda:
1. Anote em uma tabela os valores obtidos no experimento. Houve diferença entre as velocidades
dos corpos de prova ensaiados? Se sim, intuitivamente, qual seria o motivo?
2. Utilizando as informações da Tabela apresentada abaixo, e as equações relacionadas ao
conteúdo, e sabendo que o corpo de prova foi solto na posição 60 mm da régua, calcule os valores
solicitados para as grandezas.
A tabela apresentada é dada por:
3. É certo afirmar que a energia potencial gravitacional é igual a soma das energias cinéticas de
translação e rotação? Por quê?
4. Calcule o erro relativo entre a energia envolvida quando o corpo de prova está no topo do plano
e a energia quando ele passa pelo sensor. Caso o erro seja maior que zero, qual seria o motivo
para isto?
5. Como você definiria a conservação da energia em termos das energias envolvidas neste
experimento?
Checklist:
 Acessar seu AVA;
 Clicar no link do experimento PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA;
 Ajustando o experimento;
 Utilizando o multicronômetro;
 Realizar o experimento;
 Avaliar os Resultados.
12
RESULTADOS
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível verificar quantitativamente a transformação da
energia mecânica gravitacional em energia cinética, observar o princípio da conservação da
energia mecânica.
ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR
Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas
FÍSICA GERAL E
EXPERIMENTAL MECÂNICA
Roteiro
Aula Prática
2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL MECÂNICA
Unidade: U4_MOVIMENTO LINEAR, IMPULSO E COLISÕES
Aula: A3_COLISÕES
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Identificar os tipos de colisões presentes em uma situação, quais as características e
propriedades descritas, bem como verificar a conservação de energia.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA
Equipamentos:
• Computador com acesso à internet
~ 1 unid. 1 aluno
SOLUÇÃO DIGITAL
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Lançamentos Horizontais e Colisões”. O laboratório
virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado
por computador, não deve ser acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador
será um pouco mais lento, pois alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo
acesso, a velocidade de abertura dos experimentos será mais rápida.
O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES
3
Atividade proposta: Entender e identificar os tipos de colisões e suas principais
Características.
Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E
COLISÕES, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso,
seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da
atividade.
Clicando no link do experimento”, abrirá a tela inicial do laboratório virtual.
 Parte 1 – lançamentos horizontais (conhecendo o laboratório):
Para dar início a este laboratório virtual, é necessário que você conheça os principais recursos
disponíveis. A janela de Visualização permite selecionar entre quatro opções de câmeras préestabelecidas. Elas devem ser utilizadas para que o experimento seja monitorado de um ponto
de vista adequado, além de permitir que os principais componentes sejam visualizados da melhor
forma possível.
Dica: A janela de Visualização pode ser expandida ou recolhida de acordo com a necessidade do
usuário, bastando clicar na região do título.
4
Dica: Em vez de clicar nas opções de visualização, é possível alterar entre as telas disponíveis
utilizando os atalhos no teclado, que podem ser vistos ao lado do título de cada câmera. Por
exemplo, ao pressionar Alt+3 (as duas teclas devem ser pressionadas simultaneamente), a
câmera das Esferas será exibida.
Na parte superior direita da tela são disponibilizados alguns botões (em verde e branco) com
recursos e informações do laboratório.
O botão com engrenagem é utilizado para acessar o menu de OPÇÕES, onde o experimento
pode ser reiniciado. O botão com o caderno fornece um bloco de notas que pode ser utilizado
para escrever informações obtidas durante a realização do laboratório virtual.
Ao posicionar o mouse sobre algum dos objetos do laboratório virtual, será exibido no canto
inferior direito da tela os comandos ligados ao objeto. Para realizar uma determinada ação, deve
ser utilizado o atalho indicado, que no caso da imagem abaixo, é clicar com o botão direito do
mouse. Uma janela com as ações deste objeto será exibida. Clique com o botão esquerdo do
mouse na ação que deseja realizar.
 Segurança do experimento:
Visualize o armário de EPI’s, acessando a câmera “EPIs”, clicando com o botão esquerdo do
mouse no menu superior esquerdo.
5
Abra o armário de EPI’s, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.
Selecione o EPI necessário para a realização do experimento, clicando com o botão esquerdo do
mouse sobre ele. Neste experimento será necessário o uso do jaleco.
 Preparando o experimento:
Mova o papel ofício para sob o lançador, clicando com o botão direito do mouse sobre os papeis
e selecionando a opção “Colocar sob o lançador”.
6
Utilize o prumo de centro para marcar a projeção ortogonal do final da rampa sobre o papel,
clicando com o botão direito sobre o prumo e selecionando a opção “Marcar origem”.
Perceba que uma linha foi feita no papel ofício, indicando a posição inicial para a medida do
alcance horizontal. Posicione o papel carbono sobre a folha de papel ofício, clicando com o botão
direito do mouse sobre o papel carbono e selecionando a opção “Colocar sobre o papel”.
 Promovendo os lançamentos horizontais:
7
Posicione a esfera metálica 2 no lançador horizontal, clicando com o botão direito do mouse sobre
ela e selecionando a opção “Colocar no lançador”.
Observe que uma nova janela será exibida com as opções de altura. Selecione a opção de
posicionar a esfera metálica em 100 mm.
Quando a esfera entrar em contato, a primeira vez, com o papel carbono, uma marca será deixada
na folha de papel ofício. Perceba que a esfera vai retornar para a posição inicial dela. Repita o
procedimento apresentado neste passo até que a esfera tenha sido lançada 5 vezes da altura
indicada.
 Tratando os dados obtidos:
Remova o papel carbono posicionado sobre a folha de papel, clicando com o botão direito sobre
o papel carbono e selecionando a opção “Remover de ciam do papel”.
8
Utilize o compasso para fazer uma circunferência que envolve todos os pontos marcados na folha,
clicando com o botão direito sobre o compasso e selecionando a opção “Circular marcações”.
Com a caneta, assinale o centro da circunferência, clicando com o botão direito sobre a caneta e
selecionando a opção “Assinalar centros das marcações”.
 Medindo o alcance e calculando a velocidade:
9
Acesse a janela de opções da régua, clicando nela com o botão direito do mouse. Já, para abrir
uma janela com a graduação da régua em detalhes, clique com o botão esquerdo do mouse sobre
o instrumento.
Faça a medição da primeira marcação com a régua, clicando com o botão direito do mouse sobre
o a régua e selecionando a opção “Medir primeira marcação”.
Visualize a escala da régua. Observe que uma nova janela é exibida no canto inferior direito da
tela. Clique e arraste o botão para cima e para baixo para deslocar o ponto de vista sobre a régua.
Para fechar a janela, clique com o botão esquerdo do mouse no X.
10
Também é possível alterar o modo de visualização para “Região sobre a rampa”. Este modo
permite um outro ponto de vista para a medição. Utilize a régua para encontrar o valor médio do
alcance horizontal para os lançamentos realizados.
Calcule o valor da velocidade da esfera metálica quando ela deixa a rampa.
 Finalizando o experimento:
Descarte a folha de papel utilizada, clicando com o botão direito do mouse sobre o papel e
selecionando a opção “Descartar objeto”.
11
 Parte 2 – Encontrando as massas (Colisões):
Ligue a balança, pressionando o botão esquerdo do mouse sobre o botão em destaque.
Mova a esfera metálica 1 para a balança, clicando com o botão direito do mouse sobre a esfera
e selecionando a opção “Colocar na balança”. Verifique sua massa em gramas.
Retorne com a esfera metálica 1 para sua posição inicial, clicando com o botão direito sobre a
esfera e selecionando a opção “Colocar na posição e inicial”.
12
Mova a esfera metálica 2 para a balança, clicando com o botão direito do mouse sobre a esfera
e selecionando a opção “Colocar na balança”. Verifique sua massa em gramas.
Retorne com a esfera metálica 2 para sua posição inicial. Desligue a balança.
 Preparando o experimento:
Posicione o papel ofício sob o lançador, clicando com o botão direito do mouse sobre o papel e
selecionando a opção “Colocar sob o lançador”.
13
Utilize o prumo de centro para marcar a projeção ortogonal do final da rampa sobre o papel,
clicando com o botão direito sobre o prumo e selecionando a opção “Marcar origem”.
Perceba que uma linha foi feita no papel ofício, indicando a posição inicial para a medida do
alcance horizontal. Posicione o papel carbono sobre a folha de papel ofício, clicando com o botão
direito do mouse sobre o papel carbono e selecionando a opção “Colocar sobre o papel”.
 Promovendo as colisões:
Coloque a esfera no lançador, clicando com o botão direito do mouse sobre a esfera e
selecionando a opção “Colocar no lançador.
14
Posicione a esfera metálica 1 na altura de 0 mm. Observe que esfera vai ficar parada no final da
rampa.
Posicione a esfera metálica 2 na altura de 100 mm.
Repita o procedimento apresentado neste passo até que as esferas tenham colidido e sido
lançadas 5 vezes das alturas indicadas.
 Tratando os dados obtidos:
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Remova o papel carbono posicionado sobre a folha de papel, clicando com o botão direito sobre
o papel carbono e selecionando a opção “Remover de cima do papel”.
Utilize o compasso para fazer duas circunferências envolvendo todas as marcações causadas
por uma mesma esfera na folha de papel ofício, clicando com o botão direito do mouse sobre o
compasso e selecionando a opção “Circular marcações”.
Com a caneta, assinale os centros das circunferências, clicando com o botão direito sobre a
caneta e selecionando a opção “Assinalar centros das marcações”.
16
 Medindo os alcances e calculando as velocidades:
Para acessar a janela de opções da régua, clique nela com o botão direito do mouse. Já para
abrir uma janela com a graduação da régua em detalhes, clique com o botão esquerdo do mouse
sobre o instrumento.
Faça a medição da primeira marcação com a régua.
17
Visualize a escala da régua. Observe que uma nova janela é exibida no canto inferior direito da
tela. Clique e arraste o botão para cima e para baixo para deslocar o ponto de vista sobre a régua.
Para fechar a janela, clique com o botão esquerdo do mouse no X.
Também é possível alterar o modo de visualização para “Região sobre a rampa”. Este modo
permite um outro ponto de vista para a medição. Utilize a régua para encontrar o valor médio do
alcance horizontal da esfera que produziu as marcações no papel. Nesta primeira medição, a
circunferência mais à direita está sendo utilizada como referência.
Faça a medição da segunda marcação com a régua. Nesta primeira medição, a circunferência
mais à esquerda está sendo utilizada como referência.
18
Utilize a régua para encontrar o valor médio do alcance horizontal da esfera que produziu as
marcações no papel. Calcule o valor da velocidade para cada esfera metálica logo após a colisão.
 Finalizando o experimento:
Descarte a folha de papel utilizada, clicando com o botão direito do mouse sobre o papel e
selecionando a opção “Descartar objeto”.
 Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda:
1. Qual foi o valor médio do alcance horizontal para os lançamentos realizados?
2. Qual a velocidade da esfera metálica quando ela perde contato com a rampa?
3. No ensaio de colisão, duas circunferências são marcadas no papel ofício baseada nas
marcações feitas pelas esferas. Identifique qual esfera metálica produziu cada circunferência.
4. Qual o alcance de cada esfera metálica no ensaio de colisão?
5. Qual a velocidade de cada uma das esferas metálicas logo após a colisão?
19
Checklist:
 Acessar seu AVA;
 Clicar no link do experimento LANÇAMENTOS HORIZONTAIS E COLISÕES;
 Conhecendo o laboratório;
 Segurança do experimento;
 Preparação e executando o experimento – lançamentos horizontais;
 Medindo o alcance e calculando a velocidade;
 Preparando e executando o experimento – colisões;
 Medindo o alcance e calculando a velocidade;
 Finalizar o experimento;
 Avaliar os Resultados.
RESULTADOS
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever como se dão os lançamentos horizontais,
assim como os aspectos referentes às colisões; tratar de aspectos importantes para o estudo da
física como conservação de energia e de momento linear; utilizar equações matemáticas que
descrevem esses movimentos e comparar com o que acontece experimentalmente.
ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR
Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas

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