Portfólio: Karol com J

Portfólio: Karol com J

Curso

Licenciatura em Física

Disciplina

Informática Aplicada ao Ensino de Física

Professor

Evandro Cantú

Equipe

• Karol Isabelle Pereira
• Júlio César Cardoso Vicente

Experimento Tempo de Reação Humana

• Os objetivos desse experimento era determinar o tempo de reação humana com resultados a partir de um movimento de queda livre para o experimento 1, e o tempo de reação humana de um grupo de 15 pessoas para o experimento 2.

Relatório de Mecânica

Gráfico com a Planilha de Cálculos

Gráficos Karol

Gráficos Karol com K

Gráficos Julio

Gráficos Julio com K

Experimento: Velocidade Média e Velocidade Instantânea

Introdução

É tido como um dos inúmeros objetivos da física o estudo do movimento dos objetos: a rapidez com que se movem, como exemplo, ou a distância percorrida em um certo intervalo de tempo. (Walker, 2016).

Velocidade Média e Instantânea

A velocidade é uma grandeza vetorial, deste modo possui um módulo e uma orientação (direção e sentido), e pode também ser representada por componentes. Se um corpo se move de um ponto a outro no espaço, é possível calcular a “rapidez”, com que este corpo se move. Pode-se definir duas grandezas que expressam essas “rapidez” de um movimento: velocidade média e velocidade instantânea. No caso de um movimento bidimensional e tridimensional, deve- se considerar essas grandezas como vetores e utilizar a notação vetorial. (Walker, 2016).

No caso da velocidade média podemos ter como a razão entre o deslocamento (ΔS), do corpo e o intervalo de tempo (Δt), durante o qual esse deslocamento ocorreu.

Sendo expressa da seguinte forma:

$v_{m}$= ${\frac {\Delta S}{\Delta t}}$=${\frac {S-S0}{t-t0}}$

Pela notação temos que s0 é a posição ocupada pelo corpo no instante t1, e S no instante t. A unidade da velocidade média que se faz uso no SI é o metro por segundo (m/s).

Já no caso da velocidade instantânea, ela é obtida a partir da velocidade média reduzindo o intervalo de tempo (Δt) até torná-lo próximo de zero. Quando Δt diminui, a velocidade média se aproxima cada vez mais de um valor limite, que é a velocidade instantânea. (Walker,2016). Sendo expressa da seguinte forma:

v= $v_{i}$ =$\lim _{\Delta t\to \ 0}{\frac {\Delta S}{\Delta t}}$ =${\frac {dx}{dt}}$.

Pela notação, observe que v, é a taxa com a qual a posição S, está variando com o tempo em um dado instante, isto é, v é a derivada de S em relação a t. A unidade utilizada é (m/s).

Objetivos

Os objetivos deste experimento experimental são: analisar o movimento de uma bolinha ao descer a calha e calcular a velocidade média, elaborar um procedimento experimental para estimar a velocidade instantânea.

Materiais e Procedimentos

Na realização do experimento foram utilizadas duas calhas com inclinação estabelecida pelo grupo, uma esfera (bolinha de gude), cronômetro e trena.

1 - Coloque a esfera no topo da calha e deixe rolar. Com um cronômetro, meça o tempo que a esfera gasta para descer a calha com uma inclinação pequena. Anote o resultado.

2 - Calcule a partir do tempo medido a velocidade da esfera ao descer a calha usando a expressão: v= ${\frac {\Delta S}{\Delta t}}$

3 - A velocidade calculada acima é realmente a velocidade com que a esfera desce a calha ou é apenas a velocidade média? Explique.

4 - Você acha que o tempo que a esfera gastaria para descer a primeira metade da calha é metade do tempo para descer a calha inteira, mais da metade ou menos da metade? Justifique. (Responder antes de realizar a medida).

5 - Meça agora o tempo que a esfera gasta para descer a primeira metade da calha e anote o resultado.

6 - Esta medida está de acordo com a sua previsão? Caso não esteja, explique a diferença.

7 - Calcule a velocidade média na primeira metade da calha e na segunda metade da calha. Compare os resultados com aquele obtido na questão 2.

8- Vamos agora estimar a velocidade instantânea da bolinha quando ela passa por um ponto da calha, e não mais a velocidade média em todo o percurso. Elabore uma maneira de realizar esta estimativa para um ponto situado a 20 cm do início da calha. Descreva em detalhes o procedimento proposto pelo grupo e discuta os resultados obtidos.

9 - Utilizando o mesmo procedimento da questão anterior, para descobrir a velocidade da bolinha no instante em que ela passa por um ponto situado a 20 cm do final da calha. Comparar esse valor com o obtido na questão 7. Vocês esperavam esta diferença?

10 - Elabore um procedimento para coletar dados e construir um gráfico da posição versus tempo para o movimento da bolinha. A partir deste gráfico, determine a equação para este movimento.

11- Como vocês analisam a precisão das medidas realizadas neste experimento? Elas são confiáveis? Até que ponto? Quais aspectos são relevantes para esta análise, ou seja, quais fatores poderiam levar a erros nas medidas realizadas? Vocês se contentaram em fazer apenas uma medida em cada experimento ou fez várias medidas para obter dados mais confiáveis?

Resultados e Discussão

Respostas:

1)

Tabela 1: Tempo.

O tempo gasto para descer toda a calha foi de 2,876s.

2)

$V=1,09/2,876$

$V=0,379m/s$

3)

Apenas a Velocidade média, pois, a velocidade nos instantes iniciais são muito inferiores às velocidades dos instantes finais. Como há uma inclinação a bolinha tende a acelerar, fazendo com que a bolinha adquira uma velocidade cada vez maior durante o percurso.

4)

Não, mais da metade do tempo. Porque, na primeira metade da calha a velocidade inicial é 0, com uma aceleração X. Na segunda metade da calha, a velocidade inicial é igual a velocidade final da primeira metade da calha e com a mesma aceleração X. No entanto a distância na qual a bolinha deve percorrer, na segunda metade da calha, é equivalente à distância da primeira metade, sendo que, a bolinha já contém uma velocidade, mantendo a mesma aceleração, isso faz com que o tempo seja menor.

5)

Tabela 2 : Tempo de descida 1 e 2.

Tempo gasto para descer a primeira metade da calha foi de 1,94s.

6)

Sim, pois o tempo gasto é maior do que o da segunda metade como previsto.

7)

Tabela 3: Velocidades médias 1 e 2.

Na primeira metade da calha, o valor da velocidade é abaixo da velocidade média. Na segunda metade da calha esse valor é acima da velocidade média.

8)

O experimento proposto foi, marcar o ponto A: 20 cm do inicio da calha e o ponto B:10 cm do inicio da calha, e medir com ajuda de um cronômetro o tempo que a bolinha levou para percorrer a distância de B até A, resultando em um intervalo de tempo pequeno, assim podemos encontrar um valor aproximado da velocidade instantânea, pois como o tempo irá tender à zero podemos encontrar um valor muito próximo da verdadeiro valor. Então temos:

Tabela 4: Intervalo de tempo entre B e A.

Com isso, e tendo conhecimento que a distância entre os pontos B e A é de 10 cm, utilizamos a fórmula v= ΔS/Δt, para obtermos aproximadamente a velocidade instantânea:

$V=0,1/0,41=0,244m/s$

$V=0,244m/s$

Conclusão

O concluso relatório, apresentou de modo coeso, um método satisfatório para obtenção de dados na análise de um sistema de deslocamento, o grupo salientou a realização do experimento da forma mais satisfatória dentro de suas limitações, a precisão do experimento está está inteiramente calcada aos materiais alternativos utilizados, se comparado com práticas experimentais com o auxílio de instrumentos mais adequados o experimento pode conter incongruências devido não somente a falta de materiais adequados mas também a falta de experiência do grupo. Tendo em vista obter uma melhor aproximação dos valores apresentados no sistema, avaliando o conjunto de 10 medições de modo a minimizar os possíveis erros, o presente relatório está perfeitamente amparado no que diz respeito à, compreender o movimento e atestar a confiabilidade do mesmo no sistema, à ponto de entender seu comportamento ecumênico.

Tópico 1 : Plano Inclinado

Desenho

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