AL 1.2 – Forças nos movimentos retilíneos acelerado e uniforme Roteiro de exploração da Atividade Experimental Virtual Esta Atividade Experimental Virtual (AEV) permite investigar e caracterizar o movimento de um corpo que se move em linha reta em um plano horizontal, quando a resultante das forças a que está sujeito é nula ou não nula. Os resultados experimentais obtidos na simulação possibilitam discutir o movimento do corpo em termos da 1.ª e 2.ª leis de Newton.
Descrição Um bloco colocado sobre uma calha de atrito desprezável, está ligado através de um fio a um suporte suspenso verticalmente, como se vê na animação. Todos os efeitos da roldana no movimento do sistema, bem como a massa do fio, podem ser considerados desprezáveis. A animação mostra o movimento do bloco de massa M e do suporte de massa m, para diferentes situações experimentais, bem como os gráficos da posição e da velocidade do bloco em função do tempo. (a posição é dada em metros e o tempo em segundos) Situações: I) M = 2,0 kg; m = 0,5 kg II) M = 2,0 kg; m = 1,0 kg III) M = 2,0 kg; m = 1,5 kg IV) M = 2,5 kg; m = 1,0 kg IV) M = 3,0 kg; m = 1,0 kg
Exploração Escolha a situação I, com um valor pré-selecionado da massa do bloco e da massa suspensa no suporte. 1. Como prevê que seja o movimento do bloco durante a simulação? 2. Corra a simulação. Que conclusões pode tirar pela simples observação dos gráficos? Estão de acordo com a previsão feita? Justifique. 3. Classifique o(s) movimento(s) do bloco. Caracterize-os, calculando a velocidade e a aceleração do bloco para os casos que achar conveniente. Consegue identificar algum instante relevante durante o movimento? Qual e porquê? 4. O que pode concluir acerca da aplicação de forças externas e o movimento de um corpo?
AL 1.2 – Forças nos movimentos retilíneos acelerado e uniforme Léo Rodrigues Macena dos Santos, Paulo Simeão Carvalho, Natália Alves Machado
5. Considerando as situações de I a V disponibilizadas na simulação: a. Faça uma previsão acerca do comportamento do bloco em função de cada variável do sistema (massas M e m), usando para isso o controlo de variáveis adequado. b. Corra a simulação, observe os gráficos e calcule os valores das grandezas físicas necessárias para caracterizar o movimento do bloco. c. Compare os resultados com a sua previsão e explique eventuais divergências, usando linguagem (oral e escrita) científica. d. Dê uma explicação final, associando convenientemente os resultados às leis de Newton.
Ajuda Nesta simulação o rato é usado como ferramenta virtual de medição, tanto na janela principal como na janela dos gráficos. O rato também pode ser usado para obter informações relevantes da simulação e seus constituintes. Assim: 1. Passando o ponteiro do rato sobre por cima dos botões da animação, é disponibilizada informação sobre o respetivo funcionamento. 2. Clicando no botão esquerdo do rato quando este está na janela principal da simulação, faz aparecer as coordenadas (x,y) do ponto onde se encontra o ponteiro do rato. Esta operação pode ser usada para medir as coordenadas (x,y) do bloco (ou do suporte) durante os movimentos, bem como para medir comprimentos (distância entre as coordenadas de dois pontos na janela). 3. Clicando no botão esquerdo do rato quando este está na janela dos gráficos faz aparecer as coordenadas (t,x) ou (t,v), relativas ao movimento do bloco. Esta operação pode ser usada para medir diretamente valores experimentais dos gráficos.
Roteiro de exploração da Simulação da autoria de: Léo Rodrigues Macena dos Santos, Paulo Simeão Carvalho, Natália Alves Machado Departamento de Física, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Brasil Departamento de Física e Astronomia, IFIMUP, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Portugal
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Aceite para publicação em 7 de dezembro de 2018
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