Aula prática – Física Geral

Aula prática Física Geral

Unidade 1 – Aula 3 – Movimento Em Uma Dimensão;

Unidade 2 – Aula 3 – Trabalho E Energia De Um Sistema;

Unidade 3 – Aula 3 – Calor

Unidade 4 – Aula 4 – Circuitos Elétricos

Unidade: U1_CINEMÁTICA: ESTUDO DO MOVIMENTO DOS CORPOS
Aula: A3_MOVIMENTO EM UMA DIMENSÃO

Tempo previsto de execução de aula prática: 5h

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
Infraestrutura mínima necessária para execução.
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)

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.

➔ Nivelando a base:
Nivele a base, clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção “Nivelar base”.

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:
Posicione o fuso elevador, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso e arrastando o 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”.

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.
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.

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.

➔ 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.

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.

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.

➔ 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.
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:
�
�=∆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?
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.

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

Aula prática Física Geral.