Escla Secundária de Laga Física e Química A 10º An Paula Mel Silva Relatóri Simplificad AL 1.1 Mviment num plan inclinad: variaçã da energia cinética e distância percrrida Identificaçã d trabalh (Capa) Nme ds membrs d grup: Data de realizaçã d trabalh: Objetivs e/u Questã Prblema Estabelecer a relaçã entre variaçã de energia cinética e distância percrrida num plan inclinad e utilizar prcesss de mediçã e de tratament estatístic de dads. Identificar medições diretas e indiretas. Realizar medições diretas usand balanças, escalas métricas e crnómetrs digitais. Indicar valres de medições diretas para uma única mediçã (massa, cmpriment) e para um cnjunt de medições efetuadas nas mesmas cndições (intervals de temp). Determinar desvi percentual (incerteza relativa em percentagem) assciad à mediçã de um interval de temp. Medir velcidades e energias cinéticas. Cnstruir gráfic da variaçã da energia cinética em funçã da distância percrrida sbre uma rampa e cncluir que a variaçã da energia cinética é tant mair quant mair fr a distância percrrida. Sugestões: Largar, de uma marca numa rampa, um carrinh u um blc cm uma tira paca estreita na sua parte superir e registar s temps de passagem numa marca mais abaix na rampa. Sugere-se que carrinh seja largad pel mens três vezes d mesm nível na rampa, de md a pssibilitar um tratament estatístic ds intervals de temps de passagem pela ftcélula; seu valr médi servirá para determinar a velcidade naquela psiçã (quciente da medida da largura da tira pr esse valr médi). Far-se-á a distinçã entre incerteza assciada a uma só mediçã (incerteza de leitura) e a um cnjunt de medições efetuadas nas mesmas cndições (incerteza de bservaçã). Deve dar-se a indicaçã de que a velcidade medida a partir da tira paca estreita é uma velcidade média num interval de temp muit curt e que se aprxima da velcidade num dad instante. Medir a massa d carrinh e determinar a energia cinética. Repetir prcediment para cinc distâncias percrridas igualmente espaçadas, n mínim. Cnstruir gráfic da variaçã de energia cinética em funçã da distância percrrida e relacinar estas duas grandezas. 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. 6. Selecinar material de labratóri adequad a um trabalh labratrial. Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 1
8. Executar crretamente técnicas labratriais. 9. Operacinalizar cntrl de uma variável. 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. 12. Representar um cnjunt de medidas experimentais em tabela, assciand-lhes as respetivas incertezas de leitura ds aparelhs de medida utilizads. 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. 3. Interpretar e seguir um prtcl. 5. Cnceber um prcediment capaz de validar uma dada hipótese, u estabelecer relações entre variáveis, e decidir sbre as variáveis a cntrlar. 7. Cnceber uma tabela de regist de dads adequada a prcediment. 9. Utilizar regras de cntagem de algarisms significativs. 11. Distinguir errs aleatóris de errs sistemátics. 12. Indicar a medida de uma grandeza numa única mediçã direta, atendend a incerteza experimental assciada a leitura n aparelh de medida. 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. 15. Assciar a precisã das medidas a sua mair u menr dispersã, quand há um cnjunt de medições diretas, e as errs aleatóris. Fundament Teóric Cnsidere um carrinh que desce um plan inclinad, cm frça de atrit desprezável. Identifique as frças que atuam sbre carrinh. Indique qual a frça resultante. Faça uma análise energética d carrinh tem quand se mve a lng de um plan inclinad cm frças de atrit desprezáveis. De que grandezas depende a energia cinética de um crp? Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 2
Que grandezas é necessári medir durante a realizaçã deste trabalh? Qual u quais as grandezas que se medem diretamente? Cm que aparelh de medida? Qual u quais dessas grandezas se medem indiretamente? Cm prevê que varie a energia cinética d carrinh cm a distância percrrida a lng da rampa? Qual a frma que prevê para gráfic energia cinética em funçã da distância percrrida? Que grandezas deve cntrlar para pder tirar cnclusões a partir d gráfic Energia cinética em funçã da distância percrrida? Material Material Incerteza absluta e Alcance Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 3
Prcediment, Regist e Cálculs Prcediments pssíveis: Métd A Utilizaçã de uma ftcélula e de um medidr eletrónic de temp Métd B Utilizaçã de um marcadr eletrmagnétic Métd C Utilizaçã de um sensr de psiçã de ultrassns Métd D Utilizaçã de ftgrafias estrbscópicas e filmagens em câmara lenta Descreve prcediment adtad em sala de aula em que se bteve s melhres resultads, regista as medições realizadas e s valres calculads nas tabelas seguintes. Cnstrói gráfic da energia cinética em funçã da distância percrrida. Descriçã d prcediment: Distância percrrida (m) Interval de temp (s) Interval de temp médi (s) Incerteza absluta Incerteza relativa em percentagem Cm fram calculadas as incertezas abslutas e as incertezas relativas d interval de temp? (Quais as expressões matemáticas crrespndentes) Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 4
Grandezas Distância 1 Distância 2 Distância 3 Distância 4 Distância 5 Massa d carrinh (kg) Distância percrrida na rampa (m) Velcidade na base da rampa (m/s) Energia cinética na base da rampa (J) Traça gráfic da energia cinética (u neste cas da variaçã da energia cinética) em funçã da distância Escla Secundária de Laga Paula Mel Silva Página 5
Cnclusões Os resultads btids para a relaçã entre a energia cinética e a distância percrrida sbre plan inclinad fram s esperads? Deduza a expressã que permite determinar tericamente declive da reta que se btém a traçar gráfic da variaçã da energia cinética d carrinh em funçã da distância percrrida. Cmpare declive da reta btida (experimentalmente) cm valr previst tericamente, determinand err relativ em percentagem. Tire cnclusões sbre gráfic btid se usasse um carrinh igual mas descend um plan cm mair inclinaçã. Tire cnclusões sbre gráfic btid se usasse a mesma inclinaçã mas um carrinh de massa mair. 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 6