Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Campus Centro

2015

Alunos: Bernardo Maia     Nº: 6

Breno Cipolatti    Nº: 7

Felipe Pais            Nº: 9

José Victor            Nº: 18

Rio de Janeiro, 02 de maio de 2015 Colégio Pedro II – Campus Centro Disciplina: Física Professor: Sérgio Lima 2º ano do Ensino Médio de 2015 Turma: 1201 Alunas: Beatriz Fernandes Medeiros de Castro Lopes Nº: 05
Mylena Caparelli do Nascimento Craveiro Nº: 24
Stephanie Fernandes Rodrigues Nº: 29

Roteiro do experimento do módulo da velocidade de saída de um jato de água

A aprendizagem de física, referente a 1ª certificação do 2º ano do Ensino Médio ano letivo de 2015, consiste na estimativa do módulo de velocidade da saída de um jato de água de um dos bebedouros do colégio ou de uma mangueira de jardim. No caso do nosso grupo, optamos pelo jato do bebedouro por ser uma opção mais prática e que nos tomasse o menor tempo possível.

• Os materiais necessários foram:
– 2 Réguas (de 30 cm)
– Transferidor (de 180°)

Inicialmente, para que a medição do módulo de velocidade do experimento tivesse êxito, foi necessário saber algumas grandezas vetoriais, são elas:
A = alcance máximo horizontal
h = alcance máximo vertical (altura)
Vo = velocidade inicial
θ = ângulo de saída do jato d’água
g = aceleração da gravidade (constante) = 9,8 m/s²

• Obs1: A gravidade é medida em metros por segundo graças ao Sistema Internacional de Medidas (S.I.) e significa que qualquer corpo em queda, sem resistência do ar, a cada segundo vai aumentar sua velocidade, sendo assim, constante. Contudo, essa expressão é conhecida como aceleração gravitacional.

No começo procuramos nos basear nas equações horarias para calcular o lançamento do jato, entretanto a incógnita do tempo (t) é requerida em ambas as equações e, por ser extremamente complexo medir com precisão essa grandeza escalar, resolvemos simplificar e utilizar fórmulas que não estão em função deste, onde Vo será a velocidade inicial e a nova incógnita da questão. Estas são:

Para medir o alcance horizontal, colocamos uma régua perpendicular ao “bico” do bebedouro e marcamos onde o jato de água atingia.
A medição da altura máxima (h) foi feita em dois processos: primeiro aproveitamos a régua utilizada para medir o medir o alcance horizontal para termos suporte e mais certeza de que não erraríamos a medida; e em seguida uma outra régua paralela ao “bico”, que encostava na régua suporte até o ponto da altura máxima.
Para medir o ângulo inicial, colocamos o centro do transferidor no mesmo ponto do “bico” do bebedouro e observamos no mesmo sentido da água, para a esquerda.

• Obs2: É necessário que se tenha muita atenção tanto quando for medir o alcance horizontal, quanto o vertical, pois, para fazer a medição correta, a régua deve estar posicionada no mesmo plano do “bico” do bebedouro, ou seja, de onde sai a água, e não na parte inferior.

As unidades de medida e tempo devem estar representadas por:
– Velocidade = m/s
– Alcance = m
– Altura = m

Assim que todas as medidas forem encontradas, basta substituí-las nas fórmulas dadas acima e o valor da velocidade inicial será obtido.
Por fim, recomendamos que, para um resultado mais preciso, seja feita uma média dos resultados encontrados com as duas fórmulas.

Colégio Pedro II – Campus Centro

Projeto de Física 2015 – Prof º Sérgio Lima

2º ano – Turma 1201

Componentes: Alessandra Alves      nº 01

Fabiano Ferreira       nº 08

Guilherme Fadul       nº 13

Yasmin Hughes        nº 31

O objetivo deste projeto é estimar o módulo da velocidade do jato oblíquo de água em um bebedouro (sua velocidade Vo). Para isso…

Materiais usados para a realização do projeto:
1) Duas réguas de 30cm, usadas para:

– a medição do alcance horizontal do jato (posição final S menos posição inicial So)

– altura máxima (correspondente ao vértice Vy da parábola determinada através da trajetória do jato)

2) Dois transferidores de 180º (para medição do ângulo de saída da água)

É impossível medir o tempo de trajetória do jato de água com instrumentos simples de medição. Por isso, serão usadas para a medição: a fórmula que determina a distancia na horizontal do jato de água (seu alcance máximo); e a que determina a altura máxima do jato de água. Após encontrados os resultados,que serão na verdade utilizaremos as duas equações e faremos uma média do resultado das duasAs duas equações necessitam de grandezas que devem ser medidas e compartilham todas as grandezas exceto uma.

A equação que determina o alcance horizontal é composta da seguinte maneira:

A = (2Vox² x Sen2y) /g

• A = alcance.
• Vo = velocidade inicial.
• Sen2y = y é o ângulo que o jato de água faz com o eixo horizontal no momento que sai do bebedouro.
• g = aceleração da gravidade local.

A equação que determina a altura máxima é composta da seguinte maneira:

H = (Voy² x Sen²y) / 2g

• H = altura máxima.
• Vo = velocidade inicial.
• Sen2y = y é o ângulo que o jato de água faz com o eixo horizontal no momento que sai do bebedouro.
• g = aceleração da gravidade local

Dessas medidas, a única que já sabemos é a gravidade (g), que vale aproximadamente 9.8. Para determinarmos o valor das outras grandezas (exceto a velocidade inicial, que será a incógnita), vamos utilizar instrumentos simples que estão presentes em nosso dia-a-dia: um aparelho que tire foto, duas réguas colocadas horizontalmente e verticalmente, e um transferidor. Esses instrumentos serão colocados de maneira que tenhamos uma visão na foto capaz de determinar o alcance, o ângulo de saída do jato e a altura máxima que o jato de água alcança.

Após pegarmos todas as medidas necessárias, basta substituirmos as medidas nas fórmulas, obter os resultados e fazermos uma média aritmética simples com os dois resultados que obtivemos.