Fase Teórica I – Preparação do Experimento

Publicado em 30/10/2013 por gabrielrtomaz

Colégio Pedro II – Campus Centro / Turma:1207

Nomes:      Ana Carolina Macariello – 03

Gabriel Romeo – 12

Julia Rossini – 19

O objetivo deste experimento é avaliar a Energia Cinética (média) numa corrida e a Energia Potencial Gravitacional (média) em um salto vertical, a fim de relacionar tais conceitos com os conceitos de centro de massa e conservação de energia. Para isso, o grupo adotou os métodos de medição descritos abaixo:

1 – Energia Cinética

O grupo delimitará, com uma trena, a distância (s) que o aluno atleta irá correr, enquanto os demais integrantes ficarão encarregados de filmar, com a câmera de um celular, o movimento e achar o tempo (t) que o aluno levou desde o ponto inicial até o final. Tais grandezas serão utilizadas no cálculo da velocidade média (v) do aluno. A massa (m) do mesmo será encontrada ao pesarmos em uma balança, assim aplicando os valores achados na equação:

Ec= mv²/2  (SI)

 2 – Energia Potencial:

Na parede será fixada uma fita métrica, onde o atleta irá pular na frente ou ao lado. Com isso conseguiremos medir a altura (h). Levando em consideração que o valor da gravidade (g) da Terra é 9,8 m/s², usaremos a massa (m) do atleta, que terá se pesado previamente, para encontrarmos o resultado final do nosso experimento. Este cálculo será realizado a partir da seguinte fórmula :

Epg=m.g.h  (SI)

Para verificar experimentalmente a influência da distribuição de massa corpórea na altura máxima do salto vertical, o aluno irá pular verticalmente de 3 formas diferentes, sendo elas: com ambos os braços abaixados, com um braço para cima e com ambos os braços para cima, repetindo o procedimento de medida descrito anteriormente todas as vezes. A cada pulo, o centro de massa irá se deslocar de acordo com o deslocamento do braço. Iremos comparar os resultados da altura máxima alcançada, esperando que as alturas sejam praticamente iguais (considerando as incertezas) nas 3 situações, com a finalidade de provar que se pode adotar como referência qualquer ponto num corpo extenso, já que o centro de massa se desloca junto ao corpo no salto. Portanto, se o corpo se deslocar uma medida x, o centro de massa também terá tal deslocamento x.

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Roteiro: Fase Teórica I

Publicado em 30/10/2013 por maricampista

Colégio Pedro II – Campus Centro

Professor: Sérgio Lima

Alunas: Ana Beatriz Porto Maia – Nº.: 02

Fernanda Lasmar – Nº.: 09

Letícia Oliveira – Nº.: 18

Mariana Campista – Nº.: 23

Turma: 1203/2013

♠ Para começar, utilizaremos os seguintes conceitos:

Centro de massa: é o ponto onde toda a massa do corpo estaria concentrada caso fosse uma partícula.

Energia Cinética: é a energia que está relacionada com o estado de movimento de um corpo (

Energia potencial: é a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, que pode a qualquer momento manifestar-se.

 

♠ Instrumentos a serem utilizados:

* Cronômetro

* Balança

* Trena

* Câmera de celular

* Giz

♠ Em um primeiro momento mediremos a energia cinética: razão entre a variação de deslocamento (espaço que será corrido previamente medido com a trena) e a variação de tempo (a ser medida com o cronômetro), ou seja, velocidade (ΔS/ ΔT), ao quadrado, multiplicada pela massa (peso da aluna medido na balança), e o total dividido por 2.

Ec = m.v²/2

♠ Depois disso, calcularemos a energia potencial do aluno ao saltar. Para isso a aluna saltará com um pedaço de giz na mão e marcará na parede o ponto máximo atingido, e além de fixarmos uma trena à esta, filmaremos o salto para que haja maior precisão. Tendo a altura máxima atingida (h) e já com o peso da aluna (m), poderemos calcular a energia potencia (utilizando a aproximação da gravidade da Terra, g, para 10) dada pela fórmula:

Ep = m.g.h

♠ Esse procedimento se dará em 3 etapas:

* Aluna com os 2 braços abaixados

* Aluna com 1 braço levantado e o outro abaixado

* Aluna com 2 braços levantados

Para que possamos medir as alturas máximas dos centros de massa.

♠ Centro de massa

O centro de massa (conceito já explicado) é alterado através do movimento dos braços já que a distribuição da massa corporal muda quando os mexemos. Podemos entender melhor essa mudança ao adotarmos as coordenadas x, y e z, pois assim perceberíamos que o movimento modificaria as coordenadas nos eixos e assim a posição do centro de massa também mudaria.

“Em um corpo homogêneo e simétrico o centro de massa está no centro geométrico e num corpo não simétrico o centro de massa está mais próximo a extremidade que possui maior massa.”

♠ O nosso objetivo ao fazer com que a mesma aluna realize os dois experimentos é fazer com que possamos comparar com maior precisão os valores encontrados para a Ec e a Ep, já que a mesma massa será utilizada, por isso usaremos apenas um referencial.

♠ Considerando a estrutura e os instrumentos disponíveis para a realização do experimento, considera-se possível uma margem de erro sobre os cálculos (da altura principalmente).

♠ Fontes bibliográficas consultadas:

http://www.infoescola.com/mecanica/centro-de-massa/

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/energia2.php

http://www.slideshare.net/exata/centro-de-massa-9842485

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Publicado em 2-ano, 2013, CP2, Experimentos, Projetos | Deixe um comentário

Roteiro de Física – Fase Teórica I

Publicado em 30/10/2013 por natalia21

Colégio Pedro II – Campus Centro

Turma 1203

2º ano

Disciplina: Física

Professor: Sérgio F. Lima

Grupo: Carolina Alves – nº 03

Natalia Martins – nº 24

Tiago Araújo – nº 31

Viviane Thais – nº 33

  • Como determinar a altura do centro de massa?

O peso do corpo humano está distribuído por toda sua extensão. No entanto, há um único ponto do corpo (denominado centro de massa) ao redor do qual todas as partículas de sua massa estão igualmente distribuídas. A partir de estudos foi constatado que o centro de massa, do corpo humano, está localizado aproximadamente ao nível das três últimas vértebras lombares, variando de indivíduo para indivíduo. Para determinar esse ponto usaremos o seguinte procedimento: Deitaremos o aluno “atleta” numa gangorra, na qual o mesmo se moverá até que atinja o equilíbrio horizontal da mesma. O centro de massa será o ponto do corpo que está sobre o apoio da gangorra.

  • Como a posição dos braços influencia no centro de massa?

Movendo os braços para a cabeça, por exemplo, haverá uma maior concentração de massa nessa região e, para manter o equilíbrio, o centro de massa irá mudar para uma posição mais distante dos pés.

  • Como medir a altura alcançada no salto?

Gravando o momento do salto com as marcações de medidas próximas, de forma que ao pausar o vídeo poderemos ver a altura que a cabeça da pessoa alcançou.

  •  Deve ser o mesmo aluno que corre e salta? Por que?

Sim, porque alunos diferentes possuem massa e altura diferentes, o que altera a posição do centro de massa.

  •  Como avaliar/medir a energia cinética média?

A energia cinética de um corpo será cada vez maior quanto maior for a sua velocidade média e/ou sua massa. Podemos calcular a energia cinética média do aluno através da fórmula: Em= mv²/2 e sua velocidade através da fórmula: V= Δs / Δt na qual Δs é a distância percorrida pelo aluno “atleta” (medida com a trena) e Δt é o tempo utilizado nesse percurso de corrida mais salto (medido com o cronômetro)

  • Como avaliar/medir a energia potencial gravitacional média?

A energia potencial pode ser calculada através da fórmula: Ep= m.g.h, na qual adotaremos o valor para a gravidade (g) da Terra como sendo 9,8m/s².

Os instrumentos que vão ser utilizados são:

– Balança;

– Trena;

– Giz;

– 2 câmeras;

– Cronômetro.

A balança servirá para medir a massa do aluno, a trena para medir a altura do aluno, a altura do salto e a distância percorrida pelo mesmo durante a corrida, o giz será utilizado para marcações, uma das câmeras para registrar todo o experimento e outra para ficar mais próxima da altura alcançada pela cabeça do aluno ao pular (evitando distorções do zoom), o cronômetro será utilizado para medir o tempo de corrida do aluno (que será utilizado para medir sua velocidade média).

Feitas as medições, analisaremos as situações-problema verificando como os resultados calculados se relacionam com o movimento de nosso cobaia e suas implicações práticas.

 

Biliografia: http://www.profedf.ufpr.br/rodackibiomecanica_arquivos/Centro%20de%20Gravidade%202012.pdf http://www.eeffto.ufmg.br/biblioteca/1780.pdf

DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José; BÔAS, Newton Villas . Física volume 1. São Paulo: Saraiva, 2010.

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Teórica I – Relatório

Publicado em 30/10/2013 por rubensfla

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

Fase Teórica I – Preparação do Experimento

No primeiro experimento, os saltos serão feitos de duas formas, um salto com os braços colados ao corpo e outro salto com os braços paralelos ao chão. O salto será realizado perto da parede e nela será colocada uma trena. Os saltos serão filmados para melhor precisão da altura alcançada pelo aluno.
Após os saltos, calcularemos a energia potencial gravitacional dos dois saltos e compararemos seus valores. Como no segundo salto o aluno estará com os braços paralelos ao chão, o centro gravitacional do segundo salto será diferente do primeiro salto. Normalmente, o centro gravitacional do homem é no umbigo, mas com o braço levantado, ele se deslocará para cima. Com a comparação verificaremos a influência do centro gravitacional nos saltos.

E p =m.g.h
m -> massa do aluno (medida previamente)
g -> gravidade (consideraremos 9,8m/s²)
h -> altura alcançada no pulo
No segundo experimento, calcularemos a energia cinética do aluno. Para esse experimento precisaremos de uma trena para medir a distância percorrida pelo aluno e um cronômetro para medirmos o tempo. Com a distância e o tempo teremos: d/ Δt = v . Então, substituímos a velocidade na equação:

Ec = mv²/2
m -> massa do aluno (medida previamente)
v -> velocidade do aluno (d/ Δt)

Ao final dos dois experimentos, compararemos a energia potencial do salto com a energia cinética da corrida.

Fonte:Livro “Aprendendo Física” usado em sala de aula

 

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