Física Estática e Cinemática

Física Estática e cinemática ROMÁRIO DA SILVA FARIAS OBJETIVO Apresente aqui os objetivos da prática em comum acordo ao descrito no item Porque Aprender isso Não é obrigatório apresentar imagens junto aos objetos Contudo caso queira enriquecer seu relatório fique a vontade Figura Lembrese de enumerar as figuras e colocar um título em cada uma delas Prática 1 Equilíbrio de corpos METODOLOGIA Apresente a metodologia da prática em comum acordo ao descrito no item O QUE PRECISO FAZER NESSA ATIVIDADE PRÁTICA Para organizar seu relatório coloque cada passo desde a apresentação do simulador com o link do site com cada questão e perguntas Prática 1 Equilíbrio de corpos RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos itens que envolvem equações desenvolva o resultado passo a passo do início da equação até o resultado Respostas sem desenvolvimento matemático apenas com o valor final não serão consideradas No item 8 em que é pedido para calcular a massa de A o item 9 para calcular a massa de B e a letra c do item 10 obrigatoriamente devem conter o print da tela junto a resolução Lembrese que você deve resolver os seguintes problemas matemáticos Calcular a massa do corpo A Calcular a massa do corpo B Determinar o valor da soma das massas conhecidas e a massa de C bem como verificar através do equilíbrio com uma outra massa Prática 1 Equilíbrio de corpos CONCLUSÕES Apresente aqui suas conclusões no formato de tópicos Prática 1 Equilíbrio de corpos OBJETIVO Apresente aqui os objetivos da prática em comum acordo ao descrito no item Porque Aprender isso Não é obrigatório apresentar imagens junto aos objetos Contudo caso queira enriquecer seu relatório fique a vontade Figura Lembrese de enumerar as figuras e colocar um título em cada uma delas Prática 2 Força de Atrito METODOLOGIA Apresente a metodologia da prática em comum acordo ao descrito no item O QUE PRECISO FAZER NESSA ATIVIDADE PRÁTICA Para organizar seu relatório coloque cada passo desde a apresentação do simulador com o link do site com cada questão e perguntas Prática 2 Força de Atrito RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos itens que envolvem equações desenvolva o resultado passo a passo do início da equação até o resultado Respostas sem desenvolvimento matemático apenas com o valor final não serão consideradas Nessa prática não é obrigatório inserir print da tela do simulador em nenhuma etapa Lembrese você deve fazer Calcular a aceleração Determinar o coeficiente de atrito estático e cinético Igualando a força de destaque com a força de atrito determinar a massa do presente Prática 2 Força de Atrito CONCLUSÕES Apresente aqui suas conclusões no formato de tópicos Prática 2 Força de Atrito OBJETIVO Apresente aqui os objetivos da prática em comum acordo ao descrito no item Porque Aprender isso Não é obrigatório apresentar imagens junto aos objetos Contudo caso queira enriquecer seu relatório fique a vontade Figura Lembrese de enumerar as figuras e colocar um título em cada uma delas Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional METODOLOGIA Apresente a metodologia da prática em comum acordo ao descrito no item O QUE PRECISO FAZER NESSA ATIVIDADE PRÁTICA Para organizar seu relatório coloque cada passo desde a apresentação do simulador com o link do site com cada questão e perguntas Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos itens que envolvem equações desenvolva o resultado passo a passo do início da equação até o resultado Respostas sem desenvolvimento matemático apenas com o valor final não serão consideradas É obrigatório a inclusão do print da tela com o skatista na posição inicial no item 3 Lembrese você deve fazer Calcular a velocidade no ponto mais baixo da trajetória Determinar a velocidade do skatista a uma altura de dois metros Dada a massa hipotética e a altura de referência calcular a velocidade no ponto mais baixo da trajetória Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional CONCLUSÕES Apresente aqui suas conclusões no formato de tópicos Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional Física Estática e cinemática ROMÁRIO DA SILVA FARIAS OBJETIVO Determinar massas desconhecidas por meio do equilíbrio de torques em uma gangorra virtual utilizando o simulador PhET e aplicar na prática o conceito de torque para compreender como a posição e a força influenciam na rotação e no equilíbrio de um corpo extenso Prática 1 Equilíbrio de corpos METODOLOGIA A prática foi realizada de forma virtual utilizando o simulador interativo Balanço disponível na plataforma PhET Interactive Simulations da Universidade do Colorado Boulder Acesso ao simulador httpsphetcoloradoeduptBRsimulationbalancingact 1 Acesso ao simulador Acesse o site PhET Colorado Clique em Simulações Física Balanço Selecione a opção Laboratório de Equilíbrio Ative as opções Réguas para visualizar as distâncias Objetos Misteriosos para usar as massas desconhecidas presentes Estilo Gangorra para o tipo de estrutura Prática 1 Equilíbrio de corpos METODOLOGIA 2 Determinação da Massa do Objeto Misterioso A Posicionouse uma massa de 10 kg a 10 m à direita do eixo Posicionouse o objeto A a 05 m à esquerda O sistema foi ajustado até alcançar o equilíbrio Aplicouse o conceito de torque 3 Determinação da Massa do Objeto Misterioso B Posicionouse o objeto A 20 kg a 05 m à esquerda do eixo Posicionouse o objeto B a 20 m à direita do eixo O sistema foi ajustado até alcançar o equilíbrio Aplicouse o conceito de torque METODOLOGIA 4 Cálculo da soma das massas A e B usando os valores obtidos 5 Determinação da Massa C 3 vezes a massa B 6 Verificação do Equilíbrio com Massa C 7 Registro da Simulação RESULTADOS E DISCUSSÃO 8 Como a gravidade é a mesma para ambos os lados posso simplificar o torque usando τm d pois Fm g e o g se anula Figura 1 Calcular a massa do objeto A mA 05 10 1 mA 05 10 mA 1005 20 kg O bloco A tem massa de 20 kg Prática 1 Equilíbrio de corpos RESULTADOS E DISCUSSÃO 9 20 05m 2 10m 2 Figura 2 Calcular a massa do objeto B m10 2 m5kg O bloco B tem massa de 5 kg Prática 1 Equilíbrio de corpos RESULTADOS E DISCUSSÃO 10 A Figura 3 Confirmação que o bloco B possui 5 kg MA MB 20525kg B MC 3 MB MC 3 515kg C Confirmado pela figura 5kg Prática 1 Equilíbrio de corpos Prática 1 Equilíbrio de corpos CONCLUSÕES A prática permitiu aplicar o conceito de torque sistemas em equilíbrio Utilizouse o simulador PhET para calcular massas desconhecidas com base na posição e equilíbrio dos corpos Comprovouse que para haver equilíbrio a soma dos torques deve ser zero A atividade facilitou a compreensão da física estática de forma prática e interativa OBJETIVO Aplicar a segunda lei de Newton em sistemas com atrito utilizando simulação virtual para identificar a força de atrito estática e cinética além de determinar os coeficientes de atrito envolvidos e calcular a massa de um objeto desconhecido com base nas forças observadas no simulador Prática 2 Força de Atrito METODOLOGIA A prática foi realizada com auxílio do simulador virtual Forças e Movimento Noções Básicas disponível gratuitamente na plataforma PhET Interactive Simulations Link direto httpsphetcoloradoeduptBRsimulationforcesandmotionbasics 1 Acesso ao Simulador Acesse o site PhET Colorado Clique em Simulações Física Forças e Movimento Noções Básicas Inicie a simulação e selecione a aba Atrito Marque todas as opções visuais disponíveis no quadro da simulação Prática 2 Força de Atrito METODOLOGIA 2 Etapa A Determinar a aceleração com a lata de lixo 100 kg Selecione o objeto lata de lixo massa conhecida de 100 kg Aumente a força aplicada até que o objeto entre em movimento Anote os seguintes valores exibidos pelo simulador Força aplicada no momento que o objeto começa a se mover 251 N Força de atrito cinética 184 N Aplique a segunda lei de Newton para calcular a aceleração 3 Etapa B Calcular o coeficiente de atrito cinético μc 4 Etapa C Calcular o coeficiente de atrito estático μe Prática 2 Força de Atrito METODOLOGIA 5 Etapa D Determinar a massa do objeto misterioso Substitua a lata de lixo pelo objeto presente massa desconhecida Aumente a força até identificar o valor da força de destaque que foi de 126 N 6 Registro da Simulação Prints de tela foram capturados em cada etapa com destaque para os valores exibidos e as configurações utilizadas As imagens serão incluídas no relatório conforme solicitado no roteiro Prática 2 Força de Atrito RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 4 Forças e Movimento Noções Básicas Prática 2 Força de Atrito RESULTADOS E DISCUSSÃO B uc 1841000 0184 O atrito cinético é 0184 C ue 2511000 0251 D m 126025198 512 kg Prática 2 Força de Atrito Prática 2 Força de Atrito CONCLUSÕES A prática permitiu aplicar a segunda lei de Newton em sistemas com atrito Foram calculados os coeficientes de atrito e cinético com base nas forças medidas no simulador Com os dados obtidos foi possível determinar a aceleração de um corpo com atrito Utilizando o valor da força de destaque foi calculada a massa de um objeto desconhecido A simulação facilitou a compreensão da diferença entre atrito estático e cinético e sua influência no movimento OBJETIVO Compreender por meio de simulação interativa os conceitos de energia cinética e energia potencial gravitacional observando sua transformação mútua e a conservação da energia mecânica em um sistema ideal A atividade tem como propósito calcular a velocidade e a energia cinética de um corpo em diferentes alturas reforçando o entendimento da relação entre massa altura e velocidade no contexto da conservação da energia Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional METODOLOGIA Para a realização da Prática 3 foi utilizado o simulador Energia na Pista de Skate Básico disponível gratuitamente na plataforma PhET Interactive Simulations da Universidade do Colorado Boulder Link de acesso ao simulador httpsphetcoloradoeduptBRsimulationsenergyskateparkbasics Passo 1 Acesso ao simulador O simulador foi acessado no site da PhET Colorado Dentro da aba Física selecionouse a simulação Energia na Pista de Skate Básico Em seguida clicouse em Play para iniciar a simulação Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional METODOLOGIA Passo 2 Seleção do modo de simulação Dentro do ambiente da simulação foi selecionada a terceira aba de simulação intitulada Intro Passo 3 Configuração do ambiente Na interface do simulador foi marcada apenas a opção Mostrar grade As demais opções como gráfico de energia e velocímetro foram desmarcadas conforme as orientações do roteiro Passo 4 Execução dos experimentos Foi iniciado o experimento com o skatista sendo posicionado a uma altura de 5 metros em relação à base da pista Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional METODOLOGIA Passo 5 Questões e atividades realizadas Foram respondidas e resolvidas as seguintes atividades propostas no roteiro Questão 1 Determine a velocidade que o skatista atinge no ponto mais baixo da trajetória altura 0 m utilizando a conservação da energia mecânica Questão 2 Calcule a velocidade do skatista a uma altura de 2 metros utilizando a comparação entre energia potencial e cinética Questão 3 Assumindo que a massa do skatista seja de 60 kg calcule a energia cinética no ponto mais baixo da trajetória ao sair de uma altura de 5 metros Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional RESULTADOS E DISCUSSÃO 1 v2 98 50 99 ms 2 Figura 5 Cinética do Skatista 5 metros na rampa v2 98 5020 767 ms 3 EP mgh EC EP mgh EC 60 98 50 2940J Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional Prática 3 Energia cinética e potencial gravitacional A simulação permitiu compreender visualmente como ocorre a transformação entre energia potencial gravitacional e energia cinética em um sistema conservativo A energia mecânica total do permaneceu constante comprovando o princípio de conservação da energia em ausência de atrito A velocidade do skatista no ponto mais baixo foi corretamente determinada com base na diferença de altura utilizando a equação da energia cinética Foi possível perceber que quanto maior a altura de queda maior será a energia cinética no ponto mais baixo da trajetória Os cálculos teóricos realizados foram compatíveis com a simulação demonstrando a validade prática das equações físicas aplicadas