Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Campus Centro

Projeto de Física – Prof º Sérgio Lima

2 º ano – Turma 1201

Alessandra Alves         nº 01

Fabiano Ferreira          nº 08

Guilherme Fadul         nº 13

Yasmin Hughes           nº 31

O objetivo do projeto é estimar o módulo da velocidade de um jato oblíquo de água em um bebedouro (velocidade V0). Para isso…

Grandezas físicas necessárias: altura máxima (correspondente ao vértice Vy da parábola característica da trajetória do jato); o ângulo formado pelo jato; aceleração da gravidade (para situações experimentais, correspondente a 9,8 m/s²

*Seria impossível determinar o tempo de trajetória da água apenas com as ferramentas de medição disponíveis. Por isso, utilizaremos as seguintes fórmulas:

• uma que determina o alcance horizontal do jato de água (diferença entre posição final S e inicial S0)

A = V0² sen 2Ɵ/g, sendo:

A = alcance.

Vo = velocidade inicial.

sen 2Ɵ é seno do ângulo que o jato de água faz com o eixo horizontal no momento que sai do bebedouro.

g = aceleração da gravidade para estimativas

• a que determina a altura máxima:

H = (V0² x SenƟ²) / 2g, sendo:

H = altura máxima.

Materiais necessários para a medição:

-Régua de 30 cm (para medição do alcance horizontal e da altura máxima)
-Transferidor de 180º (para medição do ângulo que o jato de água faz com o eixo horizontal no instante que sai do bebedouro)

Após determinarmos todas as medidas necessárias, basta substituir os valores destas nas equações do alcance máximo e da altura máxima, obtendo assim dois valores para V0. A última etapa é fazer uma média aritmética com os dois resultados obtidos.

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 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.