Aprendendo Física em Rede

Relatório parte 2 – Física

Colégio Pedro II – U.E Centro

Alunas : Raquel Alencar – número 28

Jamila Cezar – 16

Letícia Prata – 20

Karina – 21

Turma : 1207

Professor : Sério Lima

Dados recolhidos do experimento :

Altura do chão até a ponta dos dedo com o braço para cima 1,98 metros

Altura do salto com o braço para cima 2,30 metros

Altura total do pulo 2,30 – 1,98 = 0,32 metros ou 32 centímetros

Tempo realizado no percurso 6 segundos

Distância percorrida 26,5 metros

Velocidade média 26,5m / 6s = 4,4m/s

Energia potencial usada 54.9,8.0,32 = 169,344 J

Energia cinética total 54. 4,4² / 2 = 522,72 J

Como foi medido o experimento :

Em relação as medidas o grupo procurou meios mais precisos possíveis para haver o menor percentual de erro ou dúvida no valor dos resultados. Para medir a altura do salto foi utilizado o recurso das fotos e das marcação na folha explicado no relatório anterior ao invés dos vídeos com o objetivo de não haver dúvidas.

Na parte da corrida foi utilizado um cronômetro para medir o tempo e para calcular a distância foi nos dado o tamanho previamente medido da quadra por um outro grupo de alunas. Para tentarmos nos aproximar com mais exatidão do tempo correto após o experimento fizemos testes para saber mais ou menos quantos segundos demora para parar o cronômetro, dando uma faixa de 10 a 15 décimos de segundos, então para facilitar os cálculos decidimos colocar o valor de 6 segundos para a corrida.

Centro de Gravidade :

Para esse experimento o método usado foi as tentativas de equilíbrio, foram muitas as tentativas e a maioria deu tombos como resultado por justamente ter a diferença na posição relativa dos braços e do ponto de apoio onde a aula estava se equilibrando, provando assim que para ter o equilíbrio perfeito a posição dos braços em relação ao centro de massa é relativa e influencia.

Valores da Energia cinética e Energia potencial.

Para calcularmos a energia cinética foi utilizado a fórmula :

MASSA X VELOCIDADE² / 2

Aplicando os dados :

54 x 4,4² / 2 = 522,72 J

Calculando a energia Potencial :

Fórmula :

MASSA x GRAVIDADE X ALTURA

Aplicando os dados :

54 kg x 9,8 x 0,32 m = 169,344 j

Conclusões:

1) Após esses dois experimentos distintos, como foi feito pela mesma pessoa, pode-se comparar os resultados e descobrimos que a energia cinética da corrida tem um valor bem maior que o da energia potencial do pulo. Nos surpreendemos com o resultado, não por achar que seriam iguais, mas sim por serem tão grandes assim as diferenças. Ao pensar nos motivos para tal diferença lembramos que durante a corrida enfrentamos a força de atrito o que poderia favorecer a usar mais energia. No salto pensamos na possibilidade de a aluna ter usado menos energia ao saltar por ser considerada uma atleta que pratica esse tipo de trabalho com frequência, ao contrário da corrida, assim gastando menos energia para tal experimento. Vale lembrar que sendo dois experimentos diferentes poderiam ser usados 2 alunos bastando saber a massa de cada um separadamente, mas por motivos de comparação foi necessário que fosse usado apenas 1.

2) Quanto à margem de erros: Em qualquer ocasião experimental que se tem como objetivo obter um resultado próximo à realidade deve-se tomar muito cuidado com pequenas casas decimais. Em nosso caso, por exemplo, se calculássemos com uma velocidade de 6,5 ( se tivéssemos medido com 0,5 segundos de erro) teriamos uma diferença de aproximadamente 90 J no resultado final da energia cinética. Portanto para obtermos os resultados desejados, ou o mais perto deles, devemos fazer as medições da maneira mais exata possível de acordo com nossos recursos.

OBS.: Portanto podemos considerar uma margem de erro em nosso experimento por conta do cronômetro manual que utilizamos, como já citado

3.1) Os braços não alteram na altura do salto. Fez-se um primeiro salto onde foi marcado com tinta onde a mão da aluna bateu ao chegar em sua altura máxima. Em seguida foram feitos saltos com diferentes posições de braços e a mão dela continuava a bater no mesmo lugar quando seu impulso era o mesmo.

3.2) O centro de massa é o ponto onde seria concentrada a nossa massa se fossemos uma partícula. Se há um desnível de distribuição de massa por menor que seja, ele acompanha. Portanto, na hora do salto ele se desloca de acordo com este, ou seja ele pode subir levemente de acordo com posição dos braços para equilibrar. Mas em geral, de acordo com os experimentos, ele se localiza próximo ao umbigo.

Fonte: Livro didático de Física ( Física – Helou Gualter Newton )

Rio de Janeiro, 31 de outubro de 2013.
Colégio Pedro II – Campus Centro
Alunos:
Ana Luiza Soares nº 04
Daniela Greco nº 08
Danielle Araújo nº 09
Lucas Macedo nº 22
Turma: 1207
Professor: Sérgio Lima
Disciplina: Física
3° Trimestre

Tabela com dados experimentais:

 d        =   10m

delta t  =   2,31s

m        =   64,9 kg

g         =   9,8m/s²

h         =   1,52m

 Após realizarmos dois experimentos para achar o centro de massa, verificamos que o método usado pelo atleta II é o mais eficiente, a habilidade do proprio atleta na execução do passa brake.

A partir disso, verificamos que o centro de massa do nosso atleta II encontra-se na linha do umbigo,localizado a 92 cm de chão.

O nosso atleta conseguiu dar um salto de 2,30m (aproximadamente), porém como o atleta tem 1,70m de altura, e o seu centro de massa está localizado a 0,92m do chão entao, o salto do centro de massa foi de:

2,30 – (1,70 – 0,92) =

2,30- 0,78 = 1,52m

Calculando:

1)     Energia Cinética:

2)     Energia Potencial Gravitacional média:

Referências consultadas:

 Livro de Física(Helou-Gualter-Newton)- Volume 1-Ensino Médio

 Aulas do Professor Sérgio Lima.

Colégio Pedro II- Campus Centro
Física
Professor Sergio
Gabriel Cozza – 14
Gabriel Oliveira – 12
Rafael Castro – 26
Turma 1203 – 2013

Fase Teórica II

Após feitas as medições necessárias, seguindo o planejamento da Fase Teórica I, obtivemos os resultados que serão demonstrados a seguir. Para efeito de clareza, o Item 1 será relacionado ao experimento de corrida e o item II, ao de salto.

I – Corrida

Após traçarmos uma linha reta de 10 metros de comprimento no chão da quadra, fizemos o aluno corrê-la 3 vezes. Filmamos o ato e, a partir dos arquivos em vídeo obtidos, após o experimento, utilizamos um programa de edição de vídeos ( no caso, o Windows Movie Maker 2012) para que, com relativa precisão ( centésimos de segundo) , pudéssemos estimar o momento em que o aluno ultrapassa a linha inicial e, da mesma forma, o momento em que a linha final é ultrapassada. Tais imagens ilustra o procedimento:

E a seguinte tabela foi feita:

Onde L.I. indica o momento de ultrapassagem da linha inicial e L.F., o da linha final. Os dados encontram-se em segundos.

Em relação ao tempo gasto em cada corrida,calculado subtraindo-se L.I. de L.F. ( Variação de Tempo), foi feita a seguinte tabela:

Os dados encontram-se em segundos.

Após estas, foi medida no mesmo dia a massa do aluno-cobaia. Por três vezes esta foi medida em uma balança digital ( cujo alcance ia até décimos de quilo ) e, desconsiderando a massa das roupas que este utilizava ( não foi possível nem tentador fazer a medição com o aluno nu) foi indicado que sua massa era de aproximadamente 68,6 kg.*

Portanto, após o recolhimento de todos os dados necessários, foram feitos os cálculos indicados no Relatório da Fase Teórica I.

A) Com Relação à Velocidade Média
Como obtivemos 3 resultados diferentes para a variação de tempo nas três corridas, foi feita uma média do tempo gasto para ser utilizada no cálculo da velocidade média.

Corrida 1 : 1, 47 s.
Corrida 2 : 1, 70 s.
Corrida 3 : 1, 50 s.

( 1, 47 + 1, 70 + 1, 50) / 3 = 1,5567 s.

Assim, como o cálculo da velocidade se dá dividindo a distância percorrida ( 10 metros ) pela variação de tempo ( no caso, a média das três variações ), obtivemos os seguintes resultados:

10/ 1, 5567 = 6,4238 m/s (Vm)

B) Com Relação á Energia Cinética Média
Portanto, como o cálculo da energia cinética média se dá pela fórmula Massa x Vm^2/2, teremos

68,6 x 6,4238^2/2
68,6 x 41, 2657 / 2
2830, 8330 / 2 = 1415,4165 J

II – Salto
A) Com relação à energia Potencial Gravitacional.

Utilizando-se de uma régua colada junto à parede, foram feitos 3 saltos que foram filmados e, partir destes arquivos em vídeo, utilizando o mesmo procedimento utilizado anteriormente, foram resgistradas as alturas máximas alcançadas pelos saltos. Tais imagens demonstram o processo de obtenção dos dados:

E foi feita a seguinte tabela:

Os Dados encontram-se em centímetros.

Da mesma forma que a descrição anterior, foi feita uma média das alturas máximas alcançadas.

(33 + 32, 4 + 37, 5)/3 = 34, 3 cm.

Para que a energia potencial calculada tenha o joule( J ) como unidade, devemos transferir a medida da altura máxima média para o metro e, assim, utilizar a fórmula Massa x Altura x Gravidade para o cálculo dessa mesma energia.

Massa = 68,6 kg
Gravidade = 9.8 m/s²( aproximado )
Altura = 0, 343 m

Porfim, como o cálculo da energia potencial gravitacional se dá por

68,8 x 9,8 x 0,343 = 231,26432 J

B) Com relação à Mudança no Centro de Massa

Enquanto os três primeiros saltos foram feitos com os braços “ colados “ ao corpo, os três próximos foram feitos com os mesmos braços direcionados ao alto, formando um “Y”. Essa mudança na posição dos braços acarretou a mudança também na posição do Centro de massa e, a partir desta mudança, foram feitos outros três saltos.Tais foram os resultados:

Os dados encontram-se em centímetros.

Constatando que a média dos três saltos foi de 30, 1 centímetros, o que significa que

* Foi feito um registro visual desta indicação, porém, devido à problemas de aparelhagem e trânsferência de dados, este se perdeu.

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Colégio Pedro II – Campus Centro

Alunos: Matheus Ramos, Ivaldo Lobato, Priscilla Mestolo, Roberto Gomes e Paulo Araújo
Turma: 1205