Fundamentos teóricos
Na aula realizada no dia 19 de Outubro de 2012,
realizamos uma experiência denominada AL 1.3.-“Salto para a piscina”
Questão-problema
Pretende-se projectar de um escorrega para um aquaparque,
de modo que os utentes possam cair em segurança numa determinada zona da
piscina. A rampa termina num troço horizontal a uma altura apreciável da superfície
da agua
A actividade consistia em interpretar o movimento de um projéctil
lançado horizontalmente como a sobreposição de dois movimentos. Tínhamos também
de relacionar o alcance coma posição e a
velocidade iniciais.
Sabemos que um corpo lançado horizontalmente seguido de
uma queda, é descrito como a constituição de dois movimentos simultaneamente:
Movimento segundo a vertical e o movimento segundo a
horizontal.
No primeiro, o movimento será uniformemente acelerado, porque
a força resultante segundo a vertical é não-nula.
No segundo, o movimento é rectilíneo e uniforme, porque a
resultante das forças que actuam segundo a direcção horizontal é nula, logo a
velocidade mantém-se constante.
O movimento de queda de um corpo que foi lançado
horizontalmente com velocidade vox ≠0 e voy = 0 é descrito pelo sistema de equações:
O alcance de um corpo lançado na horizontal é tanto maior
quanto maior é a velocidade inicial de lançamento. Para a mesma velocidade inicial, é tanto maior
quanto maior é a altura de queda
Podemos concluir as afirmações acima facilmente,
trabalhando as equações de movimento e estabelecendo as respectivas relações,
assim considerando o instante em que o corpo atinge o solo:
O alcance máximo atingido pelo corpo é calculado pela expressão:
Para a realização da experiência, usamos uma calha com
uma forma parabólica, uma esfera e uma caixa com areia.
A experiência consistia em deixar cair a bola de um
determinado ponto da calha, e ver até onde ia o seu alcance. Foram adoptados 4 pontos:
h(40), h(35), h(30) e h(25). Fizemos as medições necessárias, que eram medir as alturas desde os pontos até à mesa, medir a distancia da caixa até a mesa e medir a altura desde o solo até ao momento em que a esfera abandona a calha.
Ilustração
Resultados
Para determinarmos a velocidade de saída, tivemos de dividir o diâmetro da bola (0,016m) pelo Δt obtido aquando da bola passava na célula,
0,016
_________
ou seja, dividimos o diâmetro da bola pela média dos Δt obtidos de cada um dos pontos:
0,016
__________
Conclusão
Com esta actividade experimental podemos concluir que o alcance de um projéctil depende sempre da sua altura e da sua velocidade de lançamento. Podemos afirmar, que o alcance atingido pelo corpo é directamente proporcional ao valor da velocidade de saída da calha, ou seja, quando maior a altura, maior a será a velocidade de saída da calha e por conseguinte, o alcance.
E para finalizar, concluímos também que as forças que actuam na esfera são o peso (m.g) ou força gravítica e o atrito, porque os resultados obtidos deveriam de ter sido diferentes, porque se desprezasse-mos a força de atrito a velocidade teria sido maior.
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