Roteiro Final do Projeto Bebedouro

Posted on 14/05/2015 by

Colégio Pedro II – Campus Centro
Rio de Janeiro, 14 de maio de 2015.
Professor: Sérgio Lima                 Disciplina: Física
Alunos :Eduardo Teller/n.6                        Turma:1203
Luísa Ribeiro/n.24
Pedro Henrique Carvalho/n.29
Renata Gomes/n.33

No dia 7 de maio foi realizado o “Projeto Bebedouro”, cujo intuito era conhecer a velocidade inicial de um jato d’água (o valor é apenas uma estimativa,já que é um experimento sem muita precisão). Poderíamos escolher um bebedouro qualquer pelo colégio ou fazer o experimento na casa de algum integrante do grupo com uma mangueira, a primeira opção foi a escolhida. No dia do experimento o bebedouro escolhido, com o maior jato que encontramos e consequentemente com melhor visualização (facilitando nosso trabalho), foi o primeiro andar em frente ao banheiro feminino.

Para acharmos essa incógnita precisaríamos conhecer outros valores (alcance máximo, altura máxima e ângulo de saída do jato) para que fossem substituídos nas fórmulas, tornando possível o cálculo. As medições dessas grandezas foram possibilitadas com o uso de uma régua e um transferidor.                         

Primeiro medimos o alcance máximo do jato d’água ,S-So, com a régua. Ela deveria ser posicionada no plano horizontal a partir do “bico” do bebedouro, e não da base desse “bico” até onde o jato toca o bebedouro uma última vez. Com a parte métrica voltada para nós constatamos que a distância máxima que o jato chegou foi de 5,5 centímetros, que transformando para seguir as regras do Sistema Internacional de Medidas fica 0,055 metros.

 DSC_3052
 
Depois medimos a altura máxima, também com a régua. Posicionamos a régua perpendicularmente com o bebedouro, o mais perto possível do meio da parábola (onde encontra-se o vértice, o ponto mais alto da parábola ) com 0 zero da régua contando a partir do plano horizontal com o “bico” do bebedouro. Assim encontramos o valor de 13 centímetros para a altura máxima, que transformando para se encaixar nas regras do Sistema Internacional de Medidas fica 0,13 metros.
 
DSC_3060 
Por último medimos o ângulo de saída do jato d’água. Usamos o transferidor, que foi posicionado com o plano do “bico” do bebedouro para que tivéssemos a medida correta. Assim achamos o ângulo de 85° e depois pesquisamos seus seno e cosseno, 0,996 e 0,087 respectivamente, completando os termos que faltavam para serem substituídos na fórmula e o cálculo ser feito.
 
DSC_3057
Com as duas fórmulas, a de Alcance Máximo e a de Altura Máxima, e com termos necessários já conhecidos ( a gravidade usada em experimentos é de 9,8 m/s²) é possível substituí-los nas fórmulas e em cada uma delas achar valores aproximados entre si para a velocidade inicial. Depois é só fazer a média aritmética desses valores e assim teremos a velocidade inicial.

 

Alcance Máximo = Vo² .2.senθ.cosθ/g

Amax –> 0,055= Vo² .2.senθ.cosθ/g  ->

0,055 = Vo².2 .0,996.0,087/9,8 ->

5,5.10^-2= Vo² x 2.10° x 9,96.10^-1 x 8,7.10^-2/9,8.10° ->

5,5.10^-2 x 9,8.10° = 173,304.10^-3 x Vo² ->

53,9.10^-2 = 1,73304.10^-1 x Vo² ->

5,39.10^-1/1,73304.10^-1 = Vo² ->

3,173614.10°=Vo² ->

1,781464 = Vo -> Vo≈1,8

 

 

Altura Máxima =Vo² .sen²θ/2g

Hmax-> 0,13=Vo². sen²θ/2g

Hmax –>0,13=Vo² . 0,996²/2.9,8 ->

1,3.10^-1 = Vo².0,992016/19,6->

1,3.10^-1 = 9,92016.10^-1.Vo²/1,96.10^1 ->

2,548.10°/9,92016.10^-1 = Vo² ->

0,256850695.10¹ = Vo² ->  2,56850695 = Vo²

Vo ≈ 1,6

 

Média aritmética de Vo -> 1,6+1,8/2 = 3,4/2= 1,7m/s

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Roteiro final do projeto de aprendizagem bebedouro

Posted on 14/05/2015 by laurakobler

Colégio Pedro II – Campus Centro
Laura Kobler – 14
Margarida Andrade – 22
Mariane Barbosa – 23
Mylena Fernandes – 24
Turma 2107 – Ano 2015
Professor Sérgio Lima

 

Roteiro final do projeto de aprendizagem bebedouro

 

Como explicado anteriormente no roteiro inicial do projeto, foram utilizados duas réguas e um transferidor de 180 graus para encontrar os valores do ângulo do jato, alcance e altura máxima do jato dágua. Uma das réguas foi posicionada de maneira vertical e outra horinzontal, com o marca 0cm na origem do jato dágua. Da mesma forma, foi posicionada a marca 0 do transferidor no bico do bebedouro, conforme a foto:

 

11120097_963681403652687_1705313361_n

 

Dessa forma foi possível encontrar as seguintes medidas:

Ângulo do jato dágua: 75 graus (admitiremos o seno de 75 graus como 0,96)

Altura máxima: 5cm = 0,05m

Alcance: 6cm = 0,06m

 

Agora, é só substituir os valores encontrados nas equações, isolando Vo.

H = Vo² . sen ²θ /2g

0,05 = Vo² . 0,96 / 2 . 9,8

0,05 = Vo² . 0,9216 / 19,6

Vo² = 0,9216 / 19,6 . 0,05

Vo² = 0,9216 / 0,98

Vo² = 0,94

Vo = √0,94

Vo = 0,96

 

A = Vo² . sen 2θ / g

0,06 = Vo² . sen 2 . 75º / 9,8

0,06 = Vo² . sen 150º / 9,8

Vo² = 0,5 / 9,8 . 0,06

Vo² = 0,5 / 0,588

Vo² = 0,85

Vo = √0,85

Vo = 0,92

 

Achados os dois resultados para Vo nas equações, é feita a média afim de obter um resultado mais preciso.

0,96 + 0,92 / 2 = 0,94 m/s

Logo, vimos que não há nenhuma complicação em medir a velocidade de lançamento de moléculas de água num jato oblíquo utilizando apenas objetos simples e de nosso cotidiano. Saudações tricolores!

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Roteiro de replicação do Forno Solar

Posted on 14/05/2015 by

Colégio Pedro II

Professor: Sérgio Lima            Ano: 2015

Turma: 2108

Integrantes do grupo: Breno Cabral n°: 01

Giovanni Cordeiro, n°: 09

Miguel Mendes, n°: 21

Vanessa Melo, n°: 25

 

1) Materiais que utilizamos:

  • Uma caixa de pizza
  • Uma pasta em L transparente
  • Fita isolante
  • Papel Alumínio
  • Estilete
  • Tinta preta
  • Papel Preto
  • Compasso
  • Jornal

 

2) Construção:

Com a caixa de pizza fechada, traçamos uma circunferência na parte de cima usando o compasso. Em seguida usamos o estilete para cortar na linha da circunferência deixando apenas um pequeno arco, de modo que a parte cortada se levantasse formando uma “tampa”.

Com a caixa de pizza aberta, e o chão coberto por jornal, pintamos ambas as partes da caixa com a tinta preta, após a tinta secar, forramos o fundo da caixa com alumínio e colocamos o papel preto por cima do alumínio.

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Construindo o forno

 

Lembra da “tampa” que formamos em cima da parte de cima da caixa? Então, com ela levantada, revestimos seu lado voltado ao interior com alumínio, e seu “buraco” revestimos com a pasta em L transparente, colando com a fita isolante.

Juntamos ambas as partes da caixa, e com um trequinho que veio junto com a pasta em L e auxilio da fita isolante, fizemos um apoio para a tampa revestida de alumínio. TADAAA!!

Forno em funcionamento

3) Quanto a Física do forno:

O preto contido no interior da caixa absorve o calor propagado através da irradiação, enquanto o alumínio reflete parte dos raios solares fujões para o interior da caixa, e o plástico da pasta em L impede que o ar quente formado na caixa escape, esquentando ainda mais a água que está recebendo calor, contida no recipiente no interior da caixa.

 

 

4)Temperatura interna x tempo de exposição:

  • Substância: Água
  • Temperatura inicial: 22°C
  • Temperatura final: 62°C
    Variação de temperatura: 40°C
  • Em um intervalo de tempo de 50 minutos +/-

Trabalho baseado no video abaixo e adaptado:

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=Lp6ANp5ZO_s]

Licença Creative Commons
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Roteiro de física (velocidade do jato de água no bebedouro) – continuação

Posted on 14/05/2015 by

Colégio Pedro II – Campus Centro

Rio de Janeiro, 13 de maio de 2015

Alunos: Jefferson Rodrigues      nº 14

Juliana Correia                  nº 20

Luiza Calixto                      nº26

Mª Eduarda Feijó            nº27

Turma: 1203

Disciplina: Física

Professor: Sérgio Lima

 

No dia 07 de maio na aula de física o grupo fez as medições para o experimento. Foi um pouco complicado no começo para posicionar a régua e o transferidor o mais próximo e linear possíveis do bico do bebedouro, então tivemos a ideia de tirar fotos no celular para analisar melhor e ter uma precisão maior (uma boa dica é tirar fotos com flash, pois o jato de água ficará mais visível).

Primeiro medimos o alcance posicionando a régua horizontalmente bem rente ao bico do bebedouro para medirmos o alcance e o resultado foi de aproximadamente 3,4 cm.

Após medir o alcance, fomos medir o ângulo do jato de água. Ele deve ser posto bem paralelo ao bico do bebedouro para a angulação ser a mais aproximada possível do resultado correto. É preciso muita atenção nessa parte, pois medir com o transferidor é um pouco mais trabalhoso do que com a régua normal. Achamos um ângulo de aproximadamente 69°, como pode ser observado na imagem:

FÍSICA

 

Agora é só substituir os valores nas equações para achar um valor mais aproximado da velocidade do jato.

Obs.: Utilizar a equação da altura é opcional, mas resolvemos executá-la para obtermos a média entre as duas sentenças e, com isso, um resultado ainda mais aproximado. O valor encontrado foi de 3,1 cm.

Hmáx = Vo² .senθ²/2g

0,031 = Vo². (sen 69)²/2g

0,031 = Vo² (o,93)² / 2. 9,8

0,031 = Vo² 0,8649 / 19,6

0,6076 = 0,8649 Vo²

Vo² = 0,6076/ 0,8649

Vo² ~ 0,7025089605734767…

Vo ~  √0,7025089605734767…

Vo ~ 0,840

A = Vo. Sen2θ/g

A = Vo 2(sen θ cos θ)/g

0,034 = Vo 2(sen 69 cos 69) / 9,8

0,034 = Vo 2(0,93 . 0,36) / 9,8

0,034 = Vo 2 (0,3348) / 9,8

0,034 = Vo 0,6696 / 9,8

0,3332 = Vo 0,6696

Vo = 0,3332 / 0,6696

Vo ~ 0,500

 

Fazendo a média entre as equações o resultado é = (0,840 + 0,500)/2 = 0,67

Ou seja, a velocidade inicial do jato de água no bebedouro foi de 0,67 m/s²

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