Escola Secundária da Lourinhã
Relatório do Estudo do Movimento Disciplina: Física e Química A Data: 09/10/2008 Ano Lectivo: 2008/2009 Professora: Fernanda Bento Grupo nº5: Cristiano Rodrigues nº4 Daniel Guerreiro nº5 Gustavo Ribeiro nº7 11ºB
Relatório do Estudo do Movimento
9 de Out de 2008
Índice
1ª Parte – Preparação do Trabalho Prático……..……da Pág.2 à 5 • Objectivos do Trabalho……………………………..……………..Pág.2 • Fundamentos Teóricos Essenciais…………..…….…Pág.2 e 3 • Material………………………………………………………………….…….Pág.3 • Procedimento Experimental………………………………..……Pág.4 • Esquema de Montagem I…………………………………….…….Pág.5 • Esquema de Montagem II………………………………………...Pág.5 • Bibliografia…………………………………………………………..………Pág.5
2ª Parte – Execução do Trabalho Prático………….…da Pág.6 à 11 •
Registo de Medições……………………………………………….…Pág.6
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Observações………………………………………………………………..Pág.7
•
Cálculos/Gráficos………………………………….………da Pág.8 à 10 1. de Cristiano Rodrigues…………………….……………………Pág.8 2. de Daniel Guerreiro………………………………………………..Pág.9 3. de Gustavo Ribeiro……………………………………………..…Pág.10
•
Conclusões e Críticas………………………………………………..Pág.11
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Relatório do Estudo do Movimento
9 de Out de 2008
1ª Parte – Preparação do Trabalho Prático
Objectivos do Trabalho 1. Tentar reproduzir o movimento descrito no gráfico distância/tempo, através de um sensor de movimento - CBR. 2. Tentar reproduzir o movimento descrito no gráfico velocidade/tempo, através de um sensor de movimento - CBR. 3. Idealizar um gráfico e tentar reproduzi-lo no CBR.
Fundamentos Teóricos Essenciais Uma posição x é o lugar onde estamos num determinado instante, num dado tempo. Trajectória é o conjunto das sucessivas posições ocupadas por um corpo num determinado intervalo de tempo. Deslocamento, ∆r, é uma grandeza vectorial que permite saber não só a distância entre os pontos extremos de uma trajectória, mas também a direcção e o sentido para ir, em linha recta, de uma posição para a outra. Como calcular o deslocamento: • •
∆x = xf - xi; ∆r = comprimento do vector deslocamento;
Espaço percorrido, |∆s|, é uma grandeza escalar que mede o comprimento de uma dada trajectória e que, cujo valor é sempre positivo. Como calcular ao espaço percorrido: • •
|∆s| = comprimento da trajectória; |∆s| = ∑|∆x| (soma dos módulos dos vários deslocamentos de uma trajectória).
Nota: Num movimento rectilíneo descrito num único sentido, o módulo do deslocamento é igual ao espaço percorrido. Velocidade média, vmédia, é uma grandeza vectorial cuja direcção e sentido é igual ao do deslocamento e é calculada pelo quociente do deslocamento num determinado intervalo de tempo. Se este intervalo de da velocidade instantânea. tempo for muito próximo de zero obtemos Fórmula para calcular a velocidade média: •
= |Δ| Δ
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Relatório do Estudo do Movimento Rapidez média ou Celeridade média, | |, é uma grandeza escalar calculada através do quociente do espaço percorrido de uma trajectória por um determinado intervalo de tempo, cujo valor é sempre positivo. Fórmula para calcular a rapidez média: •
| | =
Δs
Δt
Num determinado gráfico distância/tempo podemos: 1. Observar a evolução das posições de um corpo ao longo do tempo: • • •
Quando x aumenta, a posição aumenta; Quando x mantém, a posição é constante; Quando x diminui, a posição diminui.
2. Calcular o deslocamento e o espaço percorrido; 3. Observar o sentido da velocidade e calcular o seu módulo. Num determinado gráfico velocidade/tempo podemos: 1. Calcular o valor e o módulo da velocidade em cada instante; 2. Observar o sentido da velocidade e a sua evolução ao longo do tempo: • • • •
Quando Quando Quando Quando
v v v v
afasta-se de 0, o movimento é acelerado; aproxima-se de 0, o movimento é retardado; é constante, o movimento é uniforme; é 0, o movimento é ∅.
Material Para realizar este estudo do movimento necessitámos de alguns materiais: • • • • •
Sensor de Movimento: CBR; Máquina Calculadora Gráfica; View-screen; Retroprojector; Fita Métrica.
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Relatório do Estudo do Movimento Procedimento Experimental 1ª Parte – Tentar reproduzir os gráficos, d(t) e v(t), dados pela máquina: Em primeiro lugar, ligámos a máquina calculadora gráfica ao CBR e ao view-screen e à frente destes colocámos uma fita métrica, para utilizar como escala. Colocamos o view-screen no retroprojector e ligamo-lo. Acedemos ao programa CBR/ CBL na máquina calculadora gráfica e preparamos os respectivos gráficos. Colocámo-nos ao pé da fita métrica, e realizámos os gráficos correspondentes a cada elemento do grupo. Tendo cada elemento do grupo efectuado 2 tipos de gráficos inerentes a cada elemento. Depois de os reproduzirmos, registámos o resultado dos gráficos para posterior utilização neste relatório. De seguida, analisámos e tirámos conclusões acerca desses mesmos gráficos. Nota: Ver Esquema de Montagem I.
2ª Parte – Idealizar um gráfico d(t) e reproduzi-lo. Em primeiro lugar, ligámos a máquina calculadora gráfica ao CBR e colocámos uma fita métrica à frente deste, para marcar a escala. Cada elemento do grupo desenhou um gráfico d(t) diferente. Após os gráficos estarem prontos, colocámo-nos ao pé da fita métrica e treinámos os nossos gráficos. Depois de 2/3 tentativas, preparámo-nos para registar o resultado na máquina calculadora gráfica. Imitámos os gráficos, tal como nos “treinos” e registámos o resultado na máquina calculadora gráfica. Nota: Ver Esquema de Montagem II
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Relatório do Estudo do Movimento
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Esquema de Montagem I
Esquema de Montagem II
Bibliografia • •
Caldeira, Helena e Bello, Adelina; Ontem e Hoje – Física 11ºAno; Porto Editora; Porto; 2008; Caderno Diário do Aluno.
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Relatório do Estudo do Movimento 2ª Parte – Execução do Trabalho Prático Não ocorreram nenhumas alterações no Procedimento Experimental, por isso passaremos ao tópico seguinte.
Registo de Medições Gráficos Idealizados pelos elementos do grupo
x/m
• Cristiano Rodrigues
3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
t/s
6
x/m
• Daniel Guerreiro 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t/s
• Gustavo Ribeiro x/m
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3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
t/s
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Relatório do Estudo do Movimento Observações • Análise do gráfico anterior de Cristiano Rodrigues: Este gráfico ilustra a variação da posição ao longo do tempo, pelo podemos observar: 1. De t = 0 a t = 2 – x aumenta, logo a minha posição afasta-se do CBR. 2. De t = 2 a t = 4 – x é constante, logo a minha posição não varia. 3. De t = 4 a t = 5 – x diminui, logo a minha posição aproxima-se do CBR. 4. De t = 5 a t = 6 – x é constante, logo a minha posição não varia.
• Análise do gráfico anterior de Daniel Guerreiro: Este gráfico também ilustra a variação da posição ao longo do tempo, pelo que podemos observar: 1. De t = 0 a t = 3 – x aumenta, logo a minha posição afasta-se do CBR. 2. De t = 3 a t = 5 – x é constante, logo a minha posição não varia. 3. De t = 5 a t = 8 – x diminui, logo a minha posição aproxima-se do CBR. 4. De t = 8 a t = 10 – x aumenta, logo a minha posição afasta-se do CBR.
• Análise do gráfico anterior de Gustavo Ribeiro: Este gráfico também ilustra a variação da posição ao longo do tempo, pelo que podemos observar: 1. De t = 0 a t = 2 – x aumenta, logo a minha posição afasta-se do CBR. 2. De t = 2 a t = 4 – x é constante, logo a minha posição não varia. 3. De t = 4 a t = 5 – x diminui, logo a minha posição aproxima-se do CBR. 4. De t = 5 a t = 6 – x é constante, logo a minha posição não varia.
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Relatório do Estudo do Movimento Cálculos/Gráficos Cristiano Rodrigues
x/m
• Gráfico distância/tempo:
2
1
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t/s 11
• Gráfico velocidade/tempo: v/ms-1
1
0,5 0 -0,5
t/s 0
1
2
3
4
5
-1
• Resultado do Gráfico distância/tempo que idealizei: x/m
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3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
t/s
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Relatório do Estudo do Movimento Daniel Guerreiro
x/m
• Gráfico distância/tempo:
2 1,5 1 0,5 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
t/s
• Gráfico velocidade/tempo: v/ms-1
1,5 1 0,5 0 0
1
2
3
4
5
t/s
6
• Resultado do Gráfico distância/tempo que idealizei: x/m
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3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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t/s
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Relatório do Estudo do Movimento Gustavo Ribeiro
x/m
• Gráfico distância/tempo:
3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
10 t/s
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• Gráfico velocidade/tempo: v/ms-1
1,5 1 0,5 0 0
1
2
3
4
t/s
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• Resultado do Gráfico distância/tempo que idealizei: x/m
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3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
t/s
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Relatório do Estudo do Movimento Conclusões e Críticas Pensamos que esta actividade prática tenha corrido bem, apesar de não termos sido bem sucedidos ao tentar igualar os gráficos, tanto os propostos distância/tempo e velocidade/tempo, como os idealizados distância/tempo. Nos gráficos distância/tempo e velocidade/tempo seleccionados pela máquina calculadora gráfica, o nosso percurso não foi igual ao que seria o nosso objectivo, ou seja, não existir qualquer ponto fora do traçado do gráfico. Essas transgressões do gráfico podem dever-se às oscilações do nosso próprio corpo. Também a fita métrica, ao não estar precisamente ajustada à posição do CBR, obrigou-nos a alterar em poucos centímetros as nossas posições. Nos gráficos distância/tempo, reproduzidos para tentar igualar os idealizados, não fomos bafejados pelo sucesso. Ao analisarmos os gráficos obtidos reparámos que os vértices dos mesmos eram arredondados, devido às alterações do movimento não serem instantâneas. As oscilações do corpo também poderão ter contribuído para a diferença entre o gráfico idealizado e o realizado. Para concluir, relatamos os problemas logísticos que existiram com as máquinas calculadoras gráficas no registo dos gráficos realizados por nós. Ainda dentro deste ponto, existiram também notórias dificuldades em transferir os gráficos guardados nas listas de umas calculadoras para outras, e devido a isso, não tivemos a possibilidade de passá-los para o computador, pelo que tivemos de ser nós próprios a construí-los.
• Professora: Classificação (de 0 a 2):_____________________ Data:_______________________________ Rubrica da Professora:______________
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