Aprendendo Física em Rede

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Grupo: Amanda Lopes (01)
Hugo Martins (17)
Matheus Chatack (25)
Monique Cametá (27)
Taíssa Melón (34)

Tendemos a considerar estudos físicos e matemáticos algo muito distante de nossa realidade. Mas se pararmos um momento para refletir, perceberemos que os muitos elementos de tais matérias estão presentes em nosso dia a dia. Como a proposta do trabalho é falar de força centrípeta falemos dela, por mais que haja muitas outras forças mais interessantes. Bom, como isso não vem ao caso, analisemos a força centrípeta:

Todo movimento circular tem duas forças: uma tangencial que age para movimentar o corpo e outra que “empurra” o corpo para o centro da circunferência. Eu poderia dar aqui exemplos de planetas que giram em volta de órbitas ou de rodas gigantes, mas, como propus, quero provar que física está no nosso dia-a-dia – se você andar de roda gigante todo dia, entende que poderia escolhê-la.

Olho para o meu quarto e procuro algo que use de força centrípeta. Lógico: meu ventilador. Não vou ligá-lo agora, porque o clima não mostra necessidade, mas já o liguei algumas vezes para deduzir que se o fizesse, suas pás iam girar. Esse movimento circular mostra que nele há força centrípeta. A inclinação das pás faz com que o ar se mova e o clima fique mais agradável nos dias de sol escaldante.

Vamos a mais algum exemplo de utensílio doméstico que usa da força centrípeta em sua atividade diária: a máquina de lavar. Não sei se você já observou uma máquina de lavar em ação – tenho um primo que quando pequeno passava horas observando-o achando o maior barato –, mas ela não gira constantemente. Ela gira e volta, gira e volta… Assim a água passa e leva o sabão, onde grudou a sujeira embora por inércia – mais um conceito físico no nosso dia-a-dia.

Agora alguém de alma pobre poderia perguntar: mas e todas aquelas fórmulas de física? Física não é um conjunto de fórmulas? Calma, companheiro. As fórmulas são conseqüência, física é o estudo dos fenômenos naturais. E estamos analisando tais fenômenos em nossas casas. As fórmulas não têm importância essencial em nosso estudo. Saber que Fcp = m.v²/R não é de grande importância em nossa proposta.

Mais um utensílio doméstico que use da nossa grande amiga força centrípeta: a batedeira. Você já fez um bolo? Da próxima vez que fizer um – ou ver alguém fazendo se não for dotado desse tipo de dom culinário -, observe como se movimenta a batedeira. Os dois dispositivos – não sei como se chama aquela coisa de metal que gira, desculpe a ignorância – se movimentam cada um em uma direção. Assim, eles quebram as partículas dos ingredientes e os fazem se depositar uns sobre os outros. Não sei como acontece ao certo a parte química do processo, mas vamos no ater à física. A força que a batedeira exerce sobre a mistura a faz girar junto, ou seja, a normal da mistura é menor q a força da batedeira. Quer testar? Tente girar a batedeira encostando-a na parede de sua casa. Pode tirar uma lasca dependendo da falta de força da parede, mas não vai misturar nada como na massa do bolo.

E essa é a física. Tão presente em nossas vidas, mas considerada tão longínqua por homens de mente pequena. Poderia aqui falar das ondas eletromagnéticas da televisão ou da eletricidade nos aparelhos eletro-eletrônicos. Mas força centrípeta foi o proposto, discutido e provado que está presente no nosso dia-a-dia. A física É o nosso dia-a-dia. Percebe que seus pés estão presos ao chão?

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Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Gustavo Chapim (16) e Luiza Coelho (22)
1º ano Turma: 102 Ano: 2008

PROFESSOR,
ACONTECEU UM PROBLEMA COM O LINK DA NOSSA LICENÇA. O PROGRAMA ACUSOU UM LINK DE SPAM E NÃO ACEITOU O ENVIO DESTE.
COMO ESTÁ EM CIMA DA HORA NÃO TEM COMO PROCURAR OUTRO LINK.
ESPERAMOS QUE ISSO NÃO SEJA CONSIDERADO.

GRATOS.

• Referencial teórico
Na experiência realizada, dois corpos A e B estão ligados por um fio sobreposto a uma polia fixa, um dos blocos apoiados num plano horizontal e outro suspenso pelo fio.
O objetivo é calcular o coeficiente de atrito cinético μc e a aceleração “a” do conjunto. Para tal, no laboratório foram realizadas medições de tempo, distância percorrida (∆S), cateto do triângulo no experimento da rampa (para obter o coeficiente de atrito estático μe), assim como, o peso de ambos os corpos na balança.
Como constatado pelo grupo, para que ocorra o movimento é preciso escolher massa do corpo suspenso B partir da massa de A previamente escolhida, seguindo a equação:
Mb > μe Ma (μ estático)
Para determinar μe, estipulamos, previamente, como 0,215kg a massa do corpo A e testamos dentre as disponíveis a massa do corpo B (0,100kg), para a qual se iniciou o movimento.
No experimento da rampa colocamos o corpo sobre um plano que foi gradativamente inclinado até o inicio do movimento. Esse procedimento foi efetuado 5 vezes para que os valores do cateto oposto (altura da rampa no momento em que o corpo entra em movimento) fossem medidos e para podermos calcular os erros de medição.
Cateto 1 = 23,0 cm
Cateto 2 = 19,5 cm
Cateto 3 = 16,0 cm
Cateto 4 = 15,0 cm
Cateto 5 = 16,0 cm
A média aritmética, soma de todos os fatores divididos pelo número de fatores, desses valores determina o Valor médio (Vm):
Vm = (23,0 + 19,5 + 16,0 + 15,0 + 16,0)/5 = 17,9 cm
A dispersão é calculada da seguinte forma:
d = |Vn – Vm|
d1 = |23,0 – 17,9| = 5,1 cm
d2 = |19,5 – 17,9| = 1,6 cm
d3 = |16,0 – 17,9| = 1,9 cm
d4 =|15,0 – 17,9| = 2,9 cm
d5 =|16,0 – 17,9| = 1,9 cm
Assim, é feita a média aritmética desses valores que determina a dispersão media (dm):
dm = (5,1 + 1,6 + 1,9 + 2,9 + 1,9) = 2,68 cm
Dessa forma obtivemos o valor com os erros de medida:
V = (17,9 ± 2,7) cm
Com esse valor podemos calcular μ estático conhecendo o cateto adjacente de medida 40 e considerando um erro de instrumento mais ou menos igual a 1 cm.
μ = (17,9 ± 2,7) / (40,0 ± 0,1) = ( 17,9 / 40,0) + (2,7/17,9 + 0,1/40,0) × 17,9 /40,0
μ = 0,45 ± 0,07
A experiência foi repetida por 5 vezes para que possam ser calculados os erros de cronometragem do tempo.
t1 = 1,01s
t2 = 1,01s
t3 = 0,97s
t4 = 1,01s
t5 = 1,00s
tm = (1,01 + 1,01 + 0,97 + 1,01 + 1,00) = 1,00s
d1 = |1,01 – 1| = 0,01s
d2 = |1,01 – 1| = 0,01s
d3 = |0,97 – 1| = 0,03s
d4 =|1,01 – 1| = 0,01s
d5 =|1,00 – 1| = 0,00s
dm = 0,06 / 5 = 0,012
Dessa forma o valor com os erros de medida foi:
t = (1,00 ± 0,01)s
Escolhemos ∆S = 0,450 ± 0.001 m (erro do instrumento), e calculando µ dinâmico,
µ dinâmico = 0,8 × µ estático
µ dinâmico = 0,8 × (0,45 ± 0,07) = 0,36 ± 0,06
assim podemos calcular a aceleração teórica esperada.
a = g (Mb – μ Ma)/ (Ma + Mb).
a = 9.81 (0,100 – μ 0,215)/ 0,315
a = 9.81 [0,100 – (0,36 ± 0,06) 0,215] / 0,315
a = 9.81 [0,100 – (0.077 ± 0,013)] / 0,315
a= 9,81 (0,023 ± 0,013) / 0,315
a= 9,81 (0,073 ± 0,041)
a = 0,70 ± 0,40m/s²

Aceleração ‘real’ de forma cinemática do sistema considerando os erros das medições:
∆S = at²/2
a = 2∆S/t²
a = 2 (0,450 ± 0,001) / (1,00 ± 0,01)² =
a = 2 (0,450 ± 0,001) / (1,00 ± 0,02) =
a = 2 (0,450 +- 0,02) =
a = 0,90 +- 0,04 m/s²

Obs: Sendo os números em negrito os algarismos duvidosos.

• Passo-a-passo
Objetivos: Fazer medições de tempo, distância percorrida (∆S), cateto do triângulo no experimento da rampa. Enfim, as medidas necessárias para o cálculo da aceleração do sistema e dos coeficientes de atrito.
Determine um valor de massa para o bloco que ficará apoiado no plano horizontal.
Para obter um valor de massa que possibilite o movimento do sistema existem duas opções:
1ª: Coloque o corpo A sobre uma rampa e a incline gradativamente até que o corpo entre em movimento. Nesse momento meça a altura da rampa (o que seria o cateto oposto do triangulo imaginário). μ estático = Tg(&#920. Sugerimos que essa etapa seja efetuada 5 vezes para que os erros possam ser calculados. O valor da massa de B tem que obedecer a essa equação para que ocorra o movimento: Mb > μ Ma.
μ estático será necessário para o cálculo de μ cinético.

2ª: Outra forma é começar com uma massa baixa X e ir aumentando aos poucos a massa até que ocorra o movimento. Mas isso vai depender da disponibilidade de massas, mas é uma forma mais pratica já que limita sua passagem pelo laboratório a experiência em si.

No nosso caso, as massas pré-definidas por nós não estavam disponíveis no laboratório. Com isso, a partir de uma massa A = 0,215kg usamos o método dois de tentativas e acabamos escolhendo a massa B = 0,100kg. Isso apenas alterou alguns valores nos cálculos, mas não trouxe uma mudança significativa.
Coloque o bloco A apoiado no plano horizontal com atrito considerável e prenda o blog B no fio que passa pela polia.
Uma pessoa com um cronômetro deve segurar o bloco A no ponto So determinado e soltar, calculando o tempo que o bloco leva para percorrer a distancia ∆S escolhida. Novamente sugerimos que essa etapa seja realizada 5 vezes para que os erros possam ser calculados.
Com as medidas anotadas só resta fazer o cálculo da aceleração e do coeficientes de atrito, cinético e estático.

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Colégio Pedro II U.E. Centro
Bruno Ribeiro N°09 T:102 1° Ano do Ensino Médio
Guilherme Corrêa N°14 T:102 1° Ano do Ensino Médio
Ruan Ramos N°32 T:102 1° Ano do Ensino Médio

Para que o experimento fosse realizado nós precisávamos obviamente do material. O material usado foi: uma régua, utilizada para que pudéssemos fazer as medições dos lados do triângulo e assim descobrir Mi e assim poder calcular a aceleração teórica. Utilizamos também uma polia e um fio de nylon ligando as duas massas, tendo massas desprezíveis. Foi utilizado também um cronômetro de celular para medir o tempo que o bloco levava para alcançar uma linha delimitada pelo grupo, numa distancia de 43,5cm, podendo ter mais ou menos 0,1cm, q é a margem de erro.
Primeiramente, ao começarmos a experiência, conseguimos as massas determinadas (que foram modificadas já que as massas iniciais escolhidas por nós não poderiam ser utilizadas). Após isto, começamos o trabalho. Primeiramente, queríamos calcular Mi. Assim, sabendo q Mi = tangente do ângulo, levantamos a tábua na qual o bloco se encontrava até que ele começou a escorregar. Então medimos a altura, que no caso seria o cateto oposto. Fizemos isto duas vezes e, como a medida encontrada foi 28cm as duas vezes, passamos para a próxima etapa. Como a tangente é igual ao cateto oposto/cateto adjacente, calculamos então o cateto adjacente do mesmo modo. Tendo os dois lados, fizemos o cálculo: 28/42 = 0,7 que no caso seria a tangente do ângulo. Encontramos Mi.
Entramos então na segunda parte, onde fomos calcular a aceleração prática. Ligamos os dois blocos, um de 350 e outro de 200 gramas por um fio de nylon e colocamos o mais pesado sobre uma tábua de madeira, o outro passando por uma polia suspenso no ar. Tínhamos o objetivo final de calcular o tempo que o bloco levaria para chegar ao final da tábua (não exatamente ao final, fizemos uma marcação um pouco antes). Com um cronômetro de celular soltamos os blocos e parávamos o tempo assim que o bloco passava a linha demarcada por nós. Fizemos cinco medições: T1= 0,65s; T2= 0,62s; T3=0,65s; T4=0,58s; T5=0,65. A média destes tempos foi de 0,63s +- 2,4, que é a disperção média. Sabendo que 6 seria o algarismo com certeza e o 3 o primeiro com incerteza, temos 0,63s, aplicando o conceito de algarismos significativos.
A medida da prancha que foi usada foi de 43,5m +- 0,1 que é a incerteza do instrumento usado, no caso a régua. Passando para metros temos 0,435 +-0,001.
Calculando a aceleração a partir disto, temos a aceleração pratica igual a 2,18,sem o conceito de algarismos significativos. Aplicamos então a formula encontrada no blogue para achar a dispersão da aceleração. Disperção da aceleração é igual a 0,18, aplicando o conceito de algarismos significativos, já q o algarismo 1 é o duvidoso. Aceleração prática é igual a 2,1.
Já a aceleração teórica tem como resultado após a resolução da equação g/(Ma+Mb).(Mb-Mi.Ma) 2,6.
Esta diferença entre os dois cálculos ocorre pois no laboratório temos diversos fatores q influenciam os cálculos, como a polia, o fio ou dificuldades em fazer medições. Por isso esta divergência entre os dois valores.

Professor peço desculpas pelos erros de português e por nao postar a licença mas é q eu nao consegui de jeito nenhum..

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