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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA NOME DA DISCIPLINA: MECÂNICA GERAL APLICADA Unidade: CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE CINEMÁTICA E DINÂMICA Seção: Cinemática de uma partícula- Análise instantânea do movimento da partícula OBJETIVOS Definição dos objetivos da aula prática: O experimento proposto consiste em analisar o movimento de um corpo descrito por uma reta e que apresenta velocidade variável (MRUV). Para isso, será necessário: – Identificar as características de um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV); – Coletar dados experimentais; – Construir o gráfico da variação da posição do móvel em função do tempo; – Determinar a velocidade média. INFRAESTRUTURA Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos: Não se aplica SOLUÇÃO DIGITAL • ALGETEC – CIÊNCIAS NATURAIS (FÍSICA E QUÍMICA) (Simulador) Os Laboratórios Virtuais Algetec são simuladores digitais que replicam, com alto grau de fidelidade, as práticas realizadas em um laboratório físico. EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) Não se aplica PROCEDIMENTOS PRÁTICOS Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual) Atividade proposta: Analisar o movimento de um objeto, descrito por uma linha reta, apresentando o gráfico do movimento e a velocidade média em cada ponto. Procedimentos para a realização da atividade: Nesse experimento você irá utilizar o plano inclinado, onde fará uso de um carrinho, um imã para segurar o movimento do carrinho, um nível bolha para nivelar a base de ensaio, um fuso para mudar o ângulo do trilho e um cronômetro para realizar a medição do tempo em que o carrinho percorre a trajetória no trilho. Para realizar o experimento: Você deverá acessar o site da ALGETEC. Nesse site, acesse “Cursos” no menu localizado à esquerda, e logo após clique em “Ciências Naturais (Física e Química)”. Na nova aba, na opção de conteúdo do curso, selecione “Física” e então acesse o experimento “Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)”. Irá abrir a página inicial do simulador, contendo o menu das atividades. Clique na opção “Experimento” e acesse o laboratório virtual. Caso seja seu primeiro acesso aos simuladores da plataforma Algetec, o software pode Aula Prática Mecânica geral aplicada demorar um pouco para carregar. Contudo, nos próximos acessos o carregamento será mais rápido! Você também pode olhar os outros ítens do Menu, que lhe trarão mais informações a respeito do tema abordado e do experimento que será realizado, contendo inclusive alguns exercícios pré e pós experimento. Ao abrir o experimento, a próxima etapa consiste em montar e ajustar o experimento. Para isso, arraste o nível bolha até o plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele e arrastando-o. Nivele a base, ajustando os “pés” da base do plano inclinado, colocando o nível bolha no local apontado pela seta vermelha deixando centralizado, clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção “Nivelar base”. Arraste o ímã para o início do trilho, onde aponta a seta vermelha, para que possa segurar o carrinho. Posicione o sensor na posição 300 de distância do início da trajetória. Posicione o fuso elevador para alterar grandes inclinações, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso e arrastando-o para perto do nível bolha. Inicie a etapa de regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão direito do mouse no fuso elevador e selecionando a opção “Girar fuso”. Aula Prática Mecânica geral aplicada Com o fuso na posição de grandes inclinações, ajuste o ângulo para 10° clicando com o botão esquerdo do mouse nas setas “Subir” e “Descer”. Visualize o cronômetro, em detalhes, acessando a câmera “Cronômetro”, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o menu lateral esquerdo. Conecte a fonte de alimentação do multicronômetro na tomada, clicando e arrastando com o botão esquerdo do mouse sobre a fonte. A janela do multicronômetro será exibida. Para ligar o multicronômetro, clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” para voltar à seleção de funções. Para selecionar uma das funções que aparecem no visor, clique com o botão esquerdo do mouse nos botões retangulares azuis. Para ajustar valores, clique com o botão esquerdo do mouse nas setas. Conecte o cabo do disparador na porta S0 do multicronômetro, clicando e arrastando com o botão esquerdo do mouse para o local indicado com a seta vermelha, conforme demonstrado abaixo. Para operar o multicronômetro, selecione o idioma Selecione a função clicando no botão quadrado que indica as setas na tela até que apareça a função “F3 10PASS 1SEN”. Em seguida, clique no botão quadrado no meio da tela em que indica “ok” para selecionar a função. Clique no quadrado que indica “ok” na tela para começar. Você está pronto para começar o experimento. Acesse a câmera “Plano inclinado”. Clique com o botão esquerdo do mouse no carrinho e arraste-o até ele ficar em cima do trilho, onde será segurado o movimento pelo imã. Após a retirada do ímã, o carrinho descerá e o sensor irá captar o instante de tempo em 10 pontos marcados na régua sobre o carrinho que estarão à 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm, 144 mm, 162 mm e 180 mm. Aula Prática Mecânica geral aplicada Uma vez terminado o movimento do carrinho, realize a leitura dos resultados utilizando as funções do multicronômetro. Clique com o botão esquerdo do mouse no botão destacado em amarelo para verificar os resultados e no botão destacado em verde para repetir o experimento Leia o resultado do experimento Clique nas setas destacadas em amarelo para ver os pontos de medidas e seus resultados. Em seguida, calcule o quadrado do tempo em cada momento, elevando o valor do tempo encontrado ao quadrado. Anote os valores em uma tabela semelhante à tabela abaixo. Chegou o momento de analisarmos e interpretarmos o experimento que foi realizado, bem como os dados obtidos. Para isso, responda os questionamentos abaixo: 1. No início do experimento, a etapa de nivelar o plano inclinado precisou ser executada. Por que é importante nivelar a base do plano inclinado? 2. Apresente uma tabela com os dados de posição, tempo e o quadrado do tempo obtidos no experimento (com ângulo de inclinação de 10º). 3. Com base nos dados obtidos construa e apresente o gráfico de espaço pelo tempo da esfera, e também o gráfico do espaço pelo quadrado do tempo. Qual a diferença desses gráficos? Qual função eles representam? Aula Prática Mecânica geral aplicada 4. Calcule as velocidades para os pontos medidos t4, t6, t8, t10 e anote em uma tabela semelhante à demonstrada a seguir. Utilize a fórmula de velocidade média, onde: Utilize a tabela abaixo para anotar os dados: 5. Repita os cálculos da questão 4 para o quadrado do tempo e monte uma tabela. Esse valor encontrado ainda se refere a velocidade do carrinho? 6. Porque é possível afirmar que esse movimento é uniformemente variado? Checklist: – Monte e ajuste o experimento; – Nivele a base; – Posicione o fuso elevador e o imã em cima do trilho; – Ajuste a inclinação do trilho em 10º; – Ligue o multicronômetro e conecte o cabo; – Coloque o carrinho em cima do plano; – Realize o experimento; – Analise os resultados, construa os gráficos e calcule velocidade média. RESULTADOS Resultados de Aprendizagem: 8 Saber realizar os gráficos de variação da posição do móvel em função do tempo, determinando a velocidade média do corpo. Aula Prática Mecânica geral aplicada
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