Planilha de Calculo Aplicada a Fisica

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Planilha de Cálculo Aplicada a Física

A Planilha de Cálculo permite tabular dados, inserir fórmulas para cálculos automatizados e construir gráficos.

Exemplo de aplicação para Física

Móveis em movimento

Função horária da posição em um Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)

s = s0 + vt

onde:

s = Posição instantânea (variável)
s0 = Posição inicial (constante)
v = velocidade (constante)
t = tempo (variável)
Exemplo
Um móvel se desloca em velocidade constante (v) de 60 km/h. Construa uma tabela com os valores da posição (s) do móvel ao longo do tempo (t).
t(h) 0 1 2 3 4 5
s(km)

Função horária da posição e velocidade em um Movimento Retilíneo Uniforme Variado (MRUV)

s = s0 + v0t + at2 / 2
v = v0 + at

onde:

s = Posição instantânea (variável)
v = Velocidade instantânea (variável)
s0 = Posição inicial (constante)
v0 = velocidade inicial (constante)
a = aceleração (constante)
t = tempo (variável)
Exemplo
Um móvel parte do repouso acelerando a 2,4 m/s2. Construa uma tabela com os valores de s e v ao longo do tempo[1].
t(s) 0 1 2 3 4 5
v(m/s)
s(m)

Cálculo de v(t): 

v(t) = at, pois v0=0 já que parte do repouso;

Cálculo de s(t): 

s(t) = at2 / 2, pois s0=0 e v0=0.
Exercícios
  1. Um móvel se desloca em MRUV com aceleração constante de 1,2 m/s. No instante t = 0 s, a velocidade do móvel era 4 m/s e ocupara a posição s = 8m. Construa na Planilha de Cálculo os gráficos de v(t) e s(t) para o tempo entre 0 e 10 s[1].
  2. Um móvel em MRUV tem seu movimento descrito pela função s = 8 - 6t + t2[1]. Construa o gráfico da do movimento do móvel em função do tempo e responda:
    • Qual a posição do móvel em t = 3s.
    • Qual a velocidade inicial e a aceleração do móvel.
    • O tipo de movimento realizado entre t = 0 s e t = 1 s.
    • O instante em que se inverte o sentido do movimento.

Lançamento vertical no vácuo

Aceleração da gravidade
Móveis em queda livre caem com aceleração de aproximadamente 9,8 m/s2, conhecida como aceleração da gravidade.

O estudo do movimento de corpos em queda livre pode, portanto, ser analisado com as funções horárias da posição e velocidade do MRUV: 

s = s0 + v0t + at2 / 2
v = v0 + at

Exercícios:

  1. Analise o movimento de uma pedra que foi deixada cair do alto de uma torre de 100 m de altura. Construa os gráficos da posição e velocidade ao longo do tempo, plotando o gráfico com intervalos de tempo 0,5 segundos, e responda:
    • Depois de quantos segundos a pedra atinge o solo?
    • A velocidade da pedra ao atingir o solo?
    • Verifique e compare quanto a pedra caiu em cada segundo da queda.
  2. Trace os gráficos da posição e velocidade ao longo do tempo de uma pedra lançada verticalmente para cima com velocidade de 15 m/s.

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 MARTINI, G; SPINELLI, W.; REIS, H.C.; SANT'ANA, B. Conexões com a Física, vol 1, pag. 56-57, São Paulo: Moderna, 2013.

--Evandro.cantu (discussão) 11h05min de 4 de agosto de 2014 (BRT)

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