Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Colisões

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1 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Colisões Aluno(a): Nº: Data: / /2014 INTRODUÇÃO: a) Se você pudesse escolher entre ser atropelado por um carro ou por uma bicicleta, oque você escolheria? b) E se o carro estivesse a uma velocidade muito pequena e a bicicleta a uma velocidade muito alta, você ainda manteria a sua preferência? Através desse experimento você poderá perceber quais os fatores que influenciam no resultado de uma colisão. MATERIAIS NECESSÁRIOS: Duas réguas Fita crepe Bolinhas de gude e de metal ou de tamanhos diversos MONTAGEM: Fixe as duas réguas com a fita crepe na mesa, de forma que entre elas fique um espaço que será o caminho em que as bolinhas vão se deslocar. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Pegue inicialmente duas bolinhas de massas iguais (ambas de vidro ou ambas de metal do mesmo tamanho) e sobre a pista que você montou provoque as colisões do seguinte modo: o Com uma das bolinhas paradas. o Com as duas com mesma velocidade, mas vindas de lados diferentes (sentidos opostos). o Com velocidades diferentes e indo para o mesmo lado (mesmo sentido). o Com velocidades diferentes e indo lados diferentes (sentido opostos). Obs.1: Com as duas bolinhas paradas não tem graça a brincadeira! Obs.2: Repita algumas vezes as colisões para poder observar com detalhes o que acontece. Agora pegue duas bolinhas de massas diferentes (vidro e metal ou tamanhos diferentes) e repita as colisões acima.

2 QUESTÕES: a) Descreva o que acontece com cada bolinha em cada uma das 8 colisões. b) Agora você percebe que tanto as massas como a velocidade em que os corpos se encontram antes de uma colisão influenciam no resultado. Como você interpreta a influência da velocidade e da massa dos corpos que participam de uma colisão? c) Imagine que o Biarticulado vindo do Boqueirão colide com o que vem do Capão Raso (vamos supor que ninguém sairá ferido, ou pelo menos não muito). Em que direção os ônibus sairiam depois da colisão? Faça o teste (não com os ônibus), fazendo com que as bolinhas colidam vindas de direções diferentes (nesse caso pode ser utilizada outra rampa feita com réguas).

3 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Composição de Forças - Introdução Aluno(a): Nº: Data: / /2014 OBJETIVOS: Mostrar a possibilidade de substituir uma força por duas outras equivalentes e vice-versa. Mostrar que a resultante de duas forças depende do ângulo entre elas. Representar graficamente um sistema de forças; Determinar graficamente a intensidade, a direção e o sentido da resultante de duas forças. MATERIAL: Suporte com fixador massas 2 dinamômetros 1 cordão com ± 50cm 1 roldana com alça Transferidor Régua DESENVOLVIMENTO: A) Pendure o dinamômetro no suporte. Faça duas alças nas extremidades do cordão e engate-as no gancho do dinamômetro. Ponha a roldana no cordão com massas penduradas nela. Anote o valor apresentado no dinamômetro. Como o peso ficou dividido entre as cordas? B) Remova uma alça do cordão presa ao dinamômetro e a coloque em outro, sustentado por seus dedos. Leia nos dois aparelhos os valores das forças que eles suportam para manter as massas suspensas, inicialmente, com os ramos do cordão paralelos e, depois, com eles formando ângulos diversos entre si. Anote os valores medidos em cada transferidor e o ângulo formado entre os fios. C) Verifique se é possível inclinar uma parte do cordão mais do que a outra? D) Repita a situação B sem a roldana, pendurando as massas em uma laçada feita no meio do cordão. ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS: Desenhe o diagrama de forças para todos os casos. Decomponha as forças nas direções vertical e horizontal. O que você pode observar com esse experimento?

4 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Conservação da Energia Mecânica Aluno(a): Nº: Data: / /2014 OBJETIVO: Mostrar a transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética, ilustrando a Conservação da Energia Mecânica. MATERIAIS NECESSÁRIOS: Copo de plástico 2 réguas 2 tampinhas de refrigerante Fita adesiva Bolinha de gude Suportes (lápis, livros, cadernos, etc.) MONTAGEM: Corte um quadrado de aproximadamente 3cm de largura por 6cm de altura junto à borda do copo plástico. Fixe, com fita adesiva, as tampas plásticas nas extremidades de uma das réguas, de modo que fiquem alinhadas. Fixe a outra régua, horizontalmente, sobre a outra face das tampinhas. Esta junção das duas réguas, separadas pelas tampinhas, fica parecendo uma canaleta. Para evitar que a bolinha ao rodar pela canaleta abra as duas réguas, passe uma fita adesiva na parte de baixo da canaleta, de tal modo que as réguas não possam ser abertas. Coloque o copo sobre uma das extremidades da régua sendo que o final da régua deverá tocar a face posterior do copo. Levante a outra extremidade da régua usando como suporte um lápis. Coloque a bolinha de vidro no sulco da régua, na parte de cima do suporte. Libere a bolinha e observe o copo. Repita o procedimento usando diferentes suportes, que permitam diferentes alturas. Repita o procedimento utilizando bolinhas de diferentes massas. Repita o procedimento utilizando uma rampa maior, por exemplo utilizando réguas de 60cm, mas mantendo os mesmos suportes. Obs.: Se houver falha no experimento, verifique os seguintes aspectos: a abertura no copo deve ter uma altura maior que a da bolinha sobre a rampa; a face posterior do copo deve estar encostada no final da régua.

5 QUESTÕES: a) Anote o que você observou em cada experimento. b) Qual a relação que você observa entre a distância percorrida pelo copo e as massas das bolinhas? c) Qual a relação que você observa entre a distância percorrida pelo copo e a altura da rampa? d) Qual a relação que você observa entre a distância percorrida pelo copo e o comprimento da rampa?

6 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Lei de Hooke Aluno(a): Nº: Data: / /2014 OBJETIVOS: Estabelecer uma relação entre a força aplicada sobre uma mola e a deformação sofrida por ela. Determinar a constante elástica de uma mola. Determinar a constante elástica resultante de associações de molas. MATERIAIS: Régua, molas, suporte para as molas, massas e suportes para as massas. Questionário para estudo: 1) Enuncie a lei de Hooke. 2) Um corpo de 100,0 g é suspenso em uma mola. Quando o equilíbrio é atingido a mola alongou-se 8,5 mm. Considerando a aceleração da gravidade de 9,8 m/s 2, qual o valor da constante elástica da mola? PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Coloque a mola em seu devido suporte e posicione o suporte para as massas na mola conforme figura 1. Meça o comprimento da mola (L 0 ). Suspenda diversas massas na mola e meça o comprimento da mola (L), tendo o cuidado de tomar os mesmos pontos de referência, anotando-os na tabela 1. Considerando a aceleração da gravidade como 9,8m/s 2, calcule a força peso exercida pela massa sobre a mola e anote na tabela 1. Calcule a constante elástica k para cada medida utilizando a Lei de Hooke: Calcule a média aritmética da constante elástica da mola. Tabela 1 Medida Massa L=L-L o F k K médio Troque a mola e repita o experimento. Faça uma montagem em série e outra em paralelo repita o procedimento.

7 QUESTÕES: 1) Se eu tenho duas molas feitas de mesmo material e ambas da mesma forma, mais de comprimentos diferentes (L 0 ). Qual delas tem maior valor de constante elástica (k)? 2) Uma mola colocada na horizontal tem o mesmo comprimento que quando colocada na vertical, mesmo sem massas suspensas? Explique. 3) Como você explicaria o valor da constante elástica encontrado na associação das molas em paralelo? 4) Um dinamômetro é um aparelho que mede a força exercida por uma massa em uma mola. Depois de realizado esse experimento, como você faria para obter um dinamômetro cada vez mais preciso?

8 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Período do Pêndulo Simples Aluno(a): Nº: Data: / /2014 OBJETIVOS: Medir as grandezas que caracterizam as oscilações do pêndulo simples; Verificar que grandezas interferem no período do pêndulo simples; Destacar a periodicidade de movimentos como base para medida de tempo; Comparar cálculos teóricos com resultados experimentais para o período de um pêndulo simples. REVISÃO: Pêndulo simples é qualquer massa que oscila em torno de um eixo, sustentado por um fio inextensível de massa desprezível; Comprimento do pêndulo (λ) é a distância que vai do eixo até o centro da massa; A uma ida e volta completa da massa dá-se o nome de oscilação completa do pêndulo; Período de oscilação do pêndulo (T) corresponde ao tempo gasto para ele descrever uma oscilação completa; Amplitude máxima de oscilação (A) é a distância que vai do ponto de equilíbrio do pêndulo até ao seu afastamento máximo deste ponto; Denomina-se frequência (f) ao número de oscilações dadas na unidade de tempo. MATERIAL: Cordão com ± 1m 3 massas de 100 g Suporte com grampo fixador Pino de fixação Cronômetro Régua DESENVOLVIMENTO: a) Fixe uma ponta do cordão ao suporte e na outra uma massa de 100g. Levante a massa até uma amplitude de oscilação de 30cm, solte a massa e com o cronômetro verifique o tempo necessários para o pendulo realizar 20 oscilações e anote na tabela 1. b) Repita o procedimento elevando a massa a uma amplitude de 10cm. c) Repita novamente com uma massa de 300g, anotando na tabela 1. d) Mantendo a massa de 300g, dobre o fio ao meio e anote as resultados.

9 Comprimento do pêndulo λ (m) Massa do pêndulo m (g) Amplitude das oscilações A (m) Tempo gasto em 20 oscilações t (s) Tempo para cada oscilação T (s) Nº de oscilações por segundo. f (1/s) , , ,10 0, ,10 QUESTÕES: 1) Analisando o quadro verifique qual ou quais das grandezas (comprimento, massa e amplitude) influi ou influem no período do pêndulo. 2) O período de um pêndulo simples é determinado, teoricamente, pela equação: 2, onde λ é o comprimento do pêndulo e g a aceleração da gravidade local cujo valor médio é 9,81 m/s 2. a) Teoricamente a massa e a amplitude do pêndulo interferem no valor do período? Verifique através da fórmula acima. Use a equação do período do pêndulo simples e calcule os valores teóricos do período de alguns dos pêndulos observados. (Considere g com o valor aproximado de 9,8 m/s 2 ). Compare estes valores calculados com os valores encontrados experimentalmente. Houve boa aproximação entre eles? b) Procure apontar os principais fatores responsáveis pelas diferenças, provavelmente encontradas por você, entre os valores teóricos e experimentais para os períodos dos pêndulos que você considerou no item anterior. 3) Calcule, teoricamente, qual deverá ser o comprimento de um pêndulo para que seu período seja de 1 segundo. Construa um pêndulo com o comprimento igual ao valor encontrado acima e confira, experimentalmente, se o período dele será, de fato, 1 segundo. 4) Se diminuirmos o comprimento do pêndulo de um relógio ele irá adiantar ou atrasar? Explique.

10 Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Somatório de Forças Aluno(a): Nº: Data: / /2014 INTRODUÇÃO: Brincar de cabo de guerra pode nos ensinar algumas coisas que vemos estudando física. Faça essa experiência na sala de aula, laboratório ou em casa mesmo: Pegue uma corda e a dobre no meio. Faça um nó de forma que aproximadamente metade da corda fique em forma de laço e na metade restante duas pontas soltas. Faça duas duplas, uma vai puxar a corda pelo lado que está como um laço e a outra equipe as duas pontas soltas ao mesmo tempo. Depois a dupla que está puxando do lado das cordas soltas, vai se dividir puxando cada uma das pontas da corda, mantendo-se de preferência a uma boa distância. QUESTÕES: a) O que você pode observar com isso? Nos dois casos a mesma equipe ganha? Com a mesma dificuldade? b) Como você explica o que aconteceu? Um dinamômetro é um aparelho que é utilizado para medir a intensidade de forças. O seu funcionamento está baseado na deformação que uma mola sofre ao exercer uma força sobre ela. Para fazer a leitura da intensidade da força aplicada no dinamômetro observamos o valor na escala graduada do mesmo. Com a utilização de 3 dinamômetros, um transferidor, barbante e régua, você poderá ter uma ideia do que aconteceu na brincadeira do cabo de guerra. EXPERIMENTO: MONTAGEM: Da mesma forma que com a corda, faça no barbante uma dobra no meio e um nó formando um laço, porém em cada ponta que ficou solta faça mais um pequeno laço para poder encaixar os dinamômetros. Pegue o transferidor e o coloque sobre a mesa. Encaixe cada dinamômetro em cada um dos laços do barbante.

11 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Obs. 1: Para a realização desse experimento é necessário pelo menos uma pessoa para segurar cada dinamômetro e pelo menos uma para fazer o alinhamento do transferidor e coletar os dados. Obs. 2: Para realizar o experimento é necessário que a cada medida seja feito o alinhamento do transferidor, sendo que o nó do laço do meio deve ficar no centro do transferidor e a linha do laço do meio deve fica alinhada com o 0 do transfe ridor. Obs. 3: O dinamômetro do laço do meio sempre será puxado para um lado e os outros para o lado oposto. 1) Primeiramente puxe os dois dinamômetros juntos na mesma direção (180 ) até que em cada um esteja a marcado 4N. Verifique então o valor mostrado no outro dinamômetro. Repita o experimento deixando um dinamômetro marcando 6N e outro apenas 2N. a) Há alguma diferença? b) Por quê? c) Qual a relação desse experimento com o cabo de guerra? 2) Agora, puxe cada uma dos dois dinamômetros com um certo ângulo entre eles. Anote os ângulos que cada um faz com o eixo que procede do dinamômetro do laço do meio. Lembre-se de seguir as observações descritas acima. a) Se você somar diretamente os valores obtidos nos dois dinamômetros das pontas encontrará o mesmo valor que no do meio? Qual a diferença? Sabe por quê? Nesse caso estamos trabalhando com grandezas vetoriais e a soma é um pouco diferente. Pode ser feita de duas formas. i) Podemos desenhar em formas de setas as forças que medimos, mas elas devem ser desenhadas com o mesmo ângulo medido e seu tamanho deve ser proporcional a força que ela representa. Aí é só transpor o começo de uma delas para o final da outra. A seta que sai do começo da primeira até o final da segunda é a força resultante. ii) Como você pode observar pela figura é formado um triângulo retângulo para cada força, dessa forma pelo teorema de Pitágoras podemos calcular mais precisamente o valor de cada força resultante como:

12 onde: portanto: b) Calcule a força resultante de cada medida realizada e compare com o valor obtido no dinamômetro do meio. E agora quais são as diferenças?

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