Fase Teórica II

Colégio Pedro II – Centro
Nomes: Gabriel Damasceno nº10
Rubens Correa nº28
Vitor Lopes nº32
Turma 1203
Professor Sérgio

Fase Teórica II

Energia Potencial

Dados:

Tabela 1

Primeiramente, medimos a massa do aluno com a balança, que foi igual a 68 kg. Para o cálculo da energia potencial utilizamos a massa e a altura que o centro de gravidade do aluno se deslocou quando pulou com o braço junto ao corpo e depois paralelo ao chão. Então, utilizamos a formula: E p =m.g.h

Peso

E p1 = 68 x 9,8 x 0,35 = 233,2

Salto 1: 35

Deslocamento 1: 35

E p2 = 68 x 9,8 x 0,35 = 233,2

Salto 2: 38

Deslocamento 2: 35

Salto

Essa diferença nos valores mostra a influencia do centro de gravidade na energia do salto, porém o centro de massa em cada salto é diferente. No segundo salto o centro de massa está um pouco mais elevado que o do primeiro, por isso o salto é maior, mas o deslocamento é o mesmo nos dois. Como a corrida foi feita com os braços colados ao corpo vamos considerar o salto 1.

Energia Potencial do Aluno foi 233,2 J

Energia Cinética

Dados:

Tabela 2

 

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Para coletarmos dados mais precisos o aluno correu três vezes. A distancia percorrida foi 26,5 metros, a quadra da escola e os tempos foram 4.01 , 3.99 e 3.87. O tempo utilizado será a média dessas medidas.                    4,01+3,99+3,88=11,88                   11,88/3=3,96

Então, a velocidade do aluno foi: 26,5/3,96≈6,69.

Agora utilizamos a fórmula e a massa já descoberta: Ec = mv²/2

Ec = 68 x (6,69) ²/2 ≈ 1521,7

Energia Cinética do Aluno foi 1521,7 J

Agora com os dois valores, percebemos que o valor da energia potencial é um pouco maior que a metade da energia potencial na proporção:

1 à 1521,7

X à 233,2

X= 233,2/1521,7≈0,15

A energia potencial é 0,15 da energia cinética, ou seja, é necessário muito mais energia para correr do que para saltar.

  • Estes valores (energia cinética e energia potencial) são parecidos e por quê?

Os valores não são iguais já que as expressões são bastante diferentes, enquanto uma só usa uma multiplicação de valores pequenos (h < 1) a expressão da energia cinética utiliza uma forma quadrática.

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Publicado em 1203, Física | 1 Comentário

Fase Teórica II

Colégio Pedro II – Campus Centro
Professor: Sérgio Lima
Alunos:Ivaldo Lobato (N°: 12); Matheus Ramos (N°: 24); Priscilla Mestolo (N°: 27); Roberto Gomes (N°: 29)
Turma: 1205
Ano Letivo de 2013

Nosso trabalho consiste numa comparação de rendimento entre dois alunos. No primeiro, o aluno Ivaldo obteve as seguintes marcas:

Altura: 1,79m

Massa: 61,5kg

Distância percorrida: 11m

Tempo percorrido: 2,72s

Logo, a velocidade média foi de: 4,05m/s

Altura alcançada com o pulo de braços levantados: 2,64m

Altura alcançada com o pulo de braços agachados: 2,25m

Energia Cinética Média: 61,5* 4,05^2/2 = 502,37 J

Energia Potencial Gravitacional (SALTO COM OS DOIS BRAÇOS LEVANTADOS): 61,5*10*0,85=522,75 J
Energia Potencial Gravitacional (SALTO SEM BRAÇO LEVANTADO): 61,5*10*0,46= 282,9 J

No caso do segundo aluno, Matheus, obtemos o seguinte:

Altura: 1,66m

Massa: 57,45kg

Distância Percorrida: 11m

Tempo percorrido: 2,80s

Logo, a velocidade média foi de 3,93m/s

Altura alcançada com o pulo de braços levantados: 2,5m

Altura alcançada com o pulo de braços agachados: 2,2m

Energia Cinética do Matheus: 57,45*3,93^2/2= 443,655 J

Energia Potencial Gravitacional (SALTO COM OS DOIS BRAÇOS LEVANTADOS): 57,45*10*0,84= 482,58 J
Energia Potencial Gravitacional (SALTO SEM BRAÇO LEVANTADO): 57,45*10*0,54= 310,23 J

salto ivaldo bc alto

A precisão dos dados não são totalmente corretas, pois não utilizamos de instrumentos mais profissionais e apropriados ao caso e aproximações em casas decimais foram feitas para efeitos mais didáticos.

Conclusão:

Os valores da energia cinética de cada aluno e energia potencial gravitacional com os braços levantados aproximam-se, podendo supor que o centro de massa pouco influencia nos quesitos. Prova-se também, como era a proposta do grupo, que a influência da prática de esportes não estaria diretamente relacionada aos fatos aqui apresentados, sendo uma questão mais voltada à Biologia, já que a diferença de alturas atingidas nos saltos é pequena.
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Publicado em 1205, 2-ano, 2013, Atividade | Deixe um comentário

Fase Teórica II

Colégio Pedro II- Campus Centro
Trabalho de Física
Alunos:
Beatriz Bravo nº 05
Filipe Salgado nº 11
Manuela Araujo nº 23
Rodrigo Reis nº 29
Turma: 1207

Tabela de dados:
Aluno utilizado como atleta: Rodrigo Reis
Altura: 1,74 m
Peso: 88 kg
Distância percorrida: 4,5 m
Tempo: 1,75 s

Utilizamos a comparação de três pulos diferentes para que fosse analisada a energia potencial gravitacional de cada um em relação a energia cinética. Foram eles:
pulo normal, pulo com um braço levantado (formando um angulo de 90°) e pulo com dois braços levantados (formando um angulo de 180°).
1- PULO NORMAL: h=5cm=0,05m
2- PULO COM UM BRAÇO LEVANTADO: h=14cm=0,14m
3-PULO COM OS DOIS BRAÇOS LEVANTADOS: h=20cm=0,2m

Para saber qual foi a velocidade média realizada pelo nosso atleta, utilizamos a fórmula:
Vm= Sf-Si/tf-ti= 4,5/1,75 = 2,6 m/s

Na próxima etapa, a velocidade média será utilizada para calcular a energia cinética do movimento.
Ec= mv²/2= 88X(2,6)²/2= 297,44 J

A partir de agora, com os resultados da velocidade média e energia cinética, calcularemos a energia potencial gravitacional (que é a energia relacionada a posição em relação a um referencial) de cada pulo. Utilizamos g=10
Ep1=mgh=88X10X0,05=44
Ep2=mgh=88X10X0,14=123,2
Ep3=mgh=88X10X0,2=176

Diante dos dados recolhidos com os diferentes tipos de saltos, percebe-se uma mudança marcante das energias potenciais dos saltos em relação a energia cinética já que a altura interfere na energia potencial gravitacional e ela é mudada em cada salto distinto.

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Publicado em 1207, 2-ano, 2013, Projetos-Aprendizagem | Deixe um comentário

Trabalho da 3° Certificação – Saltos e Corrida 2

Colégio Pedro II – Campus Centro

Professor: Sérgio Lima

Alunos:

Diego Cordeiro – n° 06

João Ricardo Magalhães – n° 14

Lua Xavier – n°18

Rafael Batista – n°28

  Dados Experimentais

  • Massa do aluno(M): 58,2 kg
  • Valor adotado para a gravidade(g): 9,8 m/s²
  • Distancia percorrida(d): 15 metros
  • Altura do aluno (Ai): 1,90 metros
  • Altura máxima atingida pelo aluno no salto (Af): 2,40 metros
  • Variação da altura de um mesmo ponto (Cabeça) do Aluno (Va): 0,50 metros
  • Altura, aproximada, do centro de massa do aluno (Ac): 1,05 metros
  • Tempo de corrida(t): 3,2 segundos

Obs.: Os valores informados já se encontram nas normas do Sistema Internacional de Unidades (S.I). Fizemos três vezes o experimento da corrida para verificar se os tempos seriam próximos, e realmente foram, devido a isto fizemos uma média (somando os três tempos e dividindo por três)que foi o valor informado acima.
Vamos aos Calculos

Calculos e Fórmulas de Energia Cinética, Energia Potencial e Velocidade Média

Calculos e Fórmulas de Energia Cinética, Energia Potencial e Velocidade Média

  • O resultado das medidas pode ser escrito com qualquer quantidade de algarismos?

A quantidade de algarismos influencia diretamente nos cálculos.  Deve ser de consenso no grupo a quantidade de algarismos adotadas, se serão apenas duas casas decimais após a virgula ou se serão todas as que aparecerem. No nosso caso fizemos a utilização de dois algarismos após a vírgula para todos os valores que os tivessem.

  • Os valores de energia cinética e energia potencial são muito diferentes?

Sim. Como o grupo percebeu, há uma diferença exorbitante entre os dois valores calculados. Isso é dado a partir do momento em que durante a corrida temos a atuação da força de atrito do corpo com o chão e com o ar (que fora desprezado), além disto, temos que o corpo deve sair de seu estado de inercia e aumentar a sua aceleração gradativamente, devido a estes fatores a energia (neste caso a Cinética) que deve ser exercida é muito maior para a corrida do que quando o aluno tem que saltar e utilizar a Energia Potencial.

  • Este resultado era esperado? Justifique.

Nós já imaginávamos que haveria esta diferença entre os valores, uma vez que a energia cinética possui em sua formula uma incógnita elevada ao quadrado. Outro fator é o que nós explicamos anteriormente: O movimento na perspectiva horizontal será mais dificultado pela ação da força de atrito e o aumento gradual da aceleração do corpo. Enquanto que no salto, uma vez que estamos desprezando o atrito com o ar, o corpo só terá de ir contra a aceleração da gravidade, que é constante.

  • Como os cálculos das medidas foram realizados e quais as incertezas de tais medidas?

Não possuímos equipamentos capazes do fornecimento exato das medidas. Se por exemplo errarmos o valor  do deslocamento do corpo no plano horizontal, erraremos consequentemente o valor da velocidade media e consequentemente, também, o da Energia cinética.

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Publicado em 1205, 2-ano, 2013 | Deixe um comentário