Nome dos membros do grupo: Data de realização do trabalho:

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1 Escla Secundária de Laga Física e Química A 10º An Paula Mel Silva Identificaçã d trabalh (Capa) Relatóri Simplificad AL 1.2 Mviment vertical de queda e de ressalt de uma bla: transfrmações e transferências de energia Nme ds membrs d grup: Data de realizaçã d trabalh: Objetivs e/u Questã Prblema Investigar, cm base em cnsiderações energéticas (transfrmações e transferências de energia), mviment vertical de queda e de ressalt de uma bla. Identificar transferências e transfrmações de energia n mviment vertical de queda e de ressalt de uma bla. Cnstruir e interpretar gráfic da primeira altura de ressalt em funçã da altura de queda, traçar a reta que melhr se ajusta as dads experimentais e bter a sua equaçã. Prever, a partir da equaçã da reta de regressã, a altura d primeir ressalt para uma altura de queda nã medida. Obter as expressões d módul da velcidade de chegada a sl e d módul da velcidade inicial d primeir ressalt, em funçã das respetivas alturas, a partir da cnservaçã da energia mecânica. Calcular, para uma dada altura de queda, a diminuiçã da energia mecânica na clisã, exprimind essa diminuiçã em percentagem. Assciar uma mair diminuiçã de energia mecânica numa clisã à menr elasticidade d par de materiais em clisã. Cmparar energias dissipadas na clisã de uma mesma bla cm diferentes superfícies, u de blas diferentes na mesma superfície, a partir ds declives das retas de regressã de gráfics da altura de ressalt em funçã da altura de queda. Sugestões: Pder-se-á deixar cair uma bla, usand um sistema de aquisiçã autmátic de dads, u deixar cair uma bla sucessivamente de alturas diferentes medind-se as alturas atingidas n primeir ressalt. N segund cas, devem-se fazer pel mens três medições para cada uma das alturas de queda e encntrar valr mais prvável da altura d primeir ressalt e a incerteza assciada. Devem usar blas u superfícies diferentes para cmpararem resultads. Cnstruir um gráfic da altura de ressalt em funçã da altura de queda, traçand a reta que melhr se ajusta a cnjunt ds valres medids. Partind da equaçã dessa reta prever a altura d primeir ressalt para uma altura de queda nã medida. Admitind a cnservaçã de energia mecânica na queda e n ressalt, justificar pr que mtiv a bla nã sbe até à altura de nde caiu, relacinand a energia dissipada cm a elasticidade ds materiais em clisã. Cmparar a elasticidade ds materiais utilizads. Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 1

2 Aprendizagens da cmpnente prátic-labratrial Aprendizagem d tip prcessual: 1. Identificar material e equipament de labratóri e manuseá-l crretamente, respeitand regras de segurança e instruções recebidas. 7. Cnstruir uma mntagem labratrial a partir de um esquema u de uma descriçã. 10. Identificar aparelhs de medida, analógics e digitais, seu interval de funcinament e a respetiva incerteza de leitura. 11. Efetuar medições utilizand material de labratóri analógic, digital u de aquisiçã autmática de dads. Aprendizagem d tip cnceptual: 1. Identificar bjetiv de um trabalh prátic. 2. Identificar referencial teóric n qual se baseia prcediment utilizad num trabalh prátic, incluind regras de segurança específicas. 4. Descrever prcediment que permite dar respsta a bjetiv de um trabalh prátic. 9. Utilizar regras de cntagem de algarisms significativs. 13. Indicar a medida de uma grandeza quand há um cnjunt de medições diretas, efetuadas nas mesmas cndições, tmand cm valr mais prvável valr médi. 14. Calcular a incerteza absluta d valr mais prvável de um cnjunt de medições diretas ( mair ds desvis absluts), assim cm a incerteza relativa em percentagem (desvi percentual), e indicar a medida da grandeza. 18. Cnstruir gráfics a partir de listas de dads, utilizand papel u suprtes digitais. 19. Interpretar representações gráficas, estabelecend relações entre as grandezas. 20. Aplicar cnheciments de estatística n tratament de dads experimentais em mdels lineares, identificand as grandezas físicas na equaçã da reta de regressã. 21. Determinar valres de grandezas, nã btids experimentalmente, a partir da equaçã de uma reta de regressã. Fundament Teóric Quais as transfrmações e transferências de energia que crrem n mviment de queda vertical da bla e cnsequentes clisões e ressalts. Despreze as frças resistivas na descida e subida da bla. Nesta experiência, haverá cnservaçã de energia mecânica? Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 2

3 Obtém as expressões d módul da velcidade de chegada a sl e d módul da velcidade inicial d primeir ressalt, em funçã das respetivas alturas, a partir da cnservaçã da energia mecânica. A dissipaçã de energia pde estimar-se quand se relacina cm valr d ceficiente de restituiçã. Numa clisã em que alv (neste cas sl) é fix, define-se ceficiente de restituiçã (e) pel quciente em que v afast crrespnde à velcidade de afastament e v aprx crrespnde à velcidade de aprximaçã (em relaçã a sl). O ceficiente de restituiçã relacina-se cm a dissipaçã de energia e cm a elasticidade ds materiais. Os valres de ceficiente de restituiçã estã cmpreendids entre 0 e 1. Quand: e = 0 (Tda a energia é dissipada, a bla nã ressalta (fica parada)) e quand e = 1 (v afast = v aprx ) nã há dissipaçã de energia e a bla sbe até à altura de queda. Aplicand a Lei da Cnservaçã da Energia Mecânica à queda e a ressalt da bla demnstra a relaçã d ceficiente de restituiçã cm a altura inicial e a altura de ressalt. Qual a relaçã que prevês existir entre ceficiente de restituiçã da bla e a energia dissipada cm a clisã cm sl? Qual a relaçã que prevês existir entre a elasticidade ds materiais e ceficiente de restituiçã? Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 3

4 Material Material Incerteza absluta e Alcance Prcediment, Regist e Cálculs Prcediment pssível: Utilizaçã de um sensr de psiçã de ultrassns Descriçã d prcediment: Altura Queda (m) Altura Ressalt (m) Altura ressalt média (m) Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 4

5 Cnstrua gráfic ds valres das alturas de ressalt em funçã das alturas de queda. Trace a reta que melhr se ajusta as pnts experimentais. Escreva a sua equaçã. Cnclusões Os resultads btids fram s esperads tericamente? Cm se cmprtam duas blas cm elasticidades diferentes? Se substituíms um pis lis pr um pis espnjs a altura atingida pr uma bla será igual? Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 5

6 A que crrespnde declive da reta traçada? O valr d ceficiente de elasticidade está dentr ds valres que esperavas? Que valr teria declive da reta d gráfic se a altura d ressalt fsse igual à altura da queda? Pderia ist crrespnder a uma situaçã real? Justifica. Prever, a partir da equaçã da reta de regressã, a altura d primeir ressalt para uma altura de queda de 5 metrs? Calcula, para a primeira altura de queda, a diminuiçã da energia mecânica na clisã, exprimind essa diminuiçã em percentagem. Qual a relaçã entre a diminuiçã de energia mecânica na clisã cm sl cm a menr u mair elasticidade d par de materiais em clisã? Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 6

7 Que prevês a declive da reta de regressã d gráfic da altura de ressalt em funçã da altura de queda se usassem a mesma bla em diferentes superfícies de diferentes elasticidades. Que prevês a declive da reta de regressã d gráfic da altura de ressalt em funçã da altura de queda se usassem blas de diferentes elasticidades na mesma superfície. Prque se deve deixar cair a bla e nã ser atirada da mesma psiçã? Relacine a energia dissipada cm a elasticidade ds materiais em clisã. Bibligrafia Prgrama da disciplina de Física e Química A Manual: Há Química entre nós da Prt Editra Bm trabalh Jvens Cientistas! Paula Mel Silva Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 7