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22 de setembro de 2014

Movimento numa dimensão e gráficos posição, velocidade e aceleração tempo

Esta simulação do PHet é bastante útil para o 9º ano. Permite movimentar livremente um corpo ao longo de uma recta e a simulação representa os gráficos posição-tempo, velocidade tempo e aceleração-tempo.
É possível apresentar cada um dos gráficos individualmente ou todos em simultâneo.

Aqui está a ligação para descarregar a simulação para poder usá-la offline, mas clicando na imagem abaixo pode correr a simulação desde que tenha ligação à net.

Necessita ter o Java instalado no seu computador.

O Homem em Movimento

Espero que seja útil.

Clique para iniciar

15 de abril de 2010

Estudo do movimento: delta v = 0

Este é o segundo vídeo da popular série MythBusters do Discovery Channel que publico. O primeiro está aqui: Estudo do movimento: Qual cai primeiro, uma bala disparada na horizontal ou uma bala largada da mesma altura?

Desta vez os apresentadores propuseram-se verificar experimentalmente o que acontece quando de um carro que viaja a 60 mph é disparada uma bola também a 60 mph , mas em sentido contrário. Vejam o vídeo para terem a resposta.

Claro que isto não é nenhum mito. A dificuldade está em conseguir as condições certas para que a experiência seja bem sucedida.

Já tinha publicado outro post sobre o mesmo assunto. Pode lê-lo aqui: Aceleração e variação de velocidade.

13 de novembro de 2009

Aceleração e variação de velocidade

Este vídeo já tinha sido publicado no post Aceleração: variar ou não a velocidade, eis a questão!. Resolvi fazer-lhe novamente referência e aproveitei para colocá-lo no canal do Átomo e meio no Youtube.

Este pequeno vídeo mostra-nos o que é a variação de velocidade e a aceleração de uma forma bastante interessante.

Com o carro parado, a aceleração que o lançador imprime faz com que a bola varie o valor da sua velocidade de 0 km/h para 100 km/h (27,8 m/s).

Com o carro a deslocar-se a 100 km/h num sentido, o lançador volta a imprimir a mesma aceleração na bola (que também se está a deslocar a 100 km/h), mas agora a aceleração opõe-se ao movimento - tem sentido contrário ao da velocidade. O resultado é o que se verifica no vídeo, o valor da velocidade da bola passa de 100 km/h (atenção ao sinal de menos) para 0 km/h e a bola fica momentaneamente suspensa, caindo na vertical. Mesmo no final do vídeo, as repetições em câmara lenta mostram bem o que acontece.

Conclusão: pensar em grandezas vectoriais tem mais que se lhe diga do que pensar em grandezas escalares. Dar a devida atenção à direcção e ao sentido é fundamental.

8 de novembro de 2009

Estudo do movimento com recurso a simulações - 01

  • Movimento a uma dimensão, na horizontal

A simulação seguinte (fonte) permite controlar os parâmetros posição, velocidade e aceleração de um corpo que se movimenta na horizontal. Após fixar os valores pretendidos e clicar no play, observe a forma como o corpo se move ao longo da sua trajectória e analise os gráficos posição-tempo, velocidade-tempo e aceleração-tempo. Após alguns ensaios e de reflectir sobre os gráficos traçados, sugiro que altere os valores, preveja e esboce os gráficos x(t), v(t) e a(t) e depois confirme as suas previsões iniciando a simulação.

 

  • Movimento com velocidade constante vs aceleração constante

Nesta simulação (fonte) pode estudar o movimento de duas bolas. A azul não tem velocidade inicial, mas tem a aceleração que lhe atribuir. A vermelha tem uma velocidade constante. Explore a simulação, analise os gráficos de cada bola, faça previsões e teste-as. Se já tiver conhecimentos para isso, estabeleça as equações do movimento para cada um das bolas e calcule quando é que as bolas se encontram, o tempo que necessitam para chegar ao final, o tempo que necessitam para passar a metade do percurso, o tempo necessário para que a bola azul atinja a velocidade da vermelha, etc... Depois confirme os seus cálculos através da simulação.

 

  • Movimento a uma dimensão, na vertical

A simulação seguinte (fonte) permite controlar os parâmetros posição, velocidade e aceleração de um corpo que se movimenta na vertical. Após fixar os valores pretendidos e clicar no play, observe a forma como o corpo se move ao longo da sua trajectória e analise os gráficos posição-tempo e velocidade-tempo. Após alguns ensaios e de reflectir sobre os gráficos traçados, sugiro que altere os valores, preveja e esboce os gráficos y(t) e v(t) e depois confirme as suas previsões iniciando a simulação. Experimente também modificar a resistência do ar e estude a forma como este parâmetro modifica o movimento.

  • Movimento a duas dimensões: lançamento na horizontal

A simulação seguinte permite comparar o movimento de um objecto lançado na horizontal com o movimento de um outro largado da mesma altura. Os pontos marcados ao longo da trajectória são igualmente espaçados no tempo, o que permite concluir que ambos têm a mesma posição vertical durante a queda, donde têm a mesma velocidade vertical em cada instante, pelo que também deverão ter a mesma aceleração vertical. Com atenção também pode concluir que o movimento da bola azul na horizontal é uniforme.

A simulação seguinte permite estudar o lançamento na horizontal, mas também na vertical. Pode modificar a altura de lançamento e o ângulo de disparo. Se colocar o ângulo de disparo nos 90º ou nos -90º, pode estudar o movimento apenas na vertical.

A velocidade inicial não pode ser modificada, pelo que apenas poderá utilizar a simulação para prever tempos de queda e alcances (utilize as equações das posições - lei do movimento).

Explore as simulações e estou certo que ficará a saber mais sobre este tema. Caso necessite escreva um comentário.

9 de outubro de 2009

Estudo do movimento - 01

A descrição do movimento de um corpo faz-se indicando a sua localização em cada instante, sendo necessário medir o tempo e posições em relação a um ponto de referência. Para simplificar o problema e eliminar efeitos pouco relevantes para o que pretendemos descrever, o corpo pode ser representado por um ponto. [Sequências 1 e 2 na animação abaixo]

À medida que o corpo se move descreve uma trajectória. Na nossa descrição, o que pretendemos é indicar onde ele se encontra a cada momento. Assim a trajectória corresponde a uma função matemática que nos fornece para cada instante de tempo a posição do corpo. Em geral uma trajectória corresponde a uma sequência de conjuntos de quatro números (x, y, z, t). Cada um desses conjuntos inclui o instante de observação t e as três coordenadas x, y, z, da posição do objecto nesse instante. [Sequências 1 a 4 na animação abaixo]

Para evitar incompreensões desnecessárias é necessário saber distinguir claramente os conceitos de distância percorrida e de deslocamento. A próxima animação ajuda à clarificação.

[Sequência 1 na animação abaixo] Para indicar que a posição do corpo a cada instante é relativa ao ponto de referência O, costuma-se representá-la por um vector de posição , em que as componentes do vector são as coordenadas do objecto. A trajectória do corpo pode então ser representada por uma função r(t) que para cada instante t fornece o vector de posição.

[Sequência 2 na animação abaixo] A velocidade média corresponde ao vector           Equação_1

A velocidade é, portanto, uma grandeza vectorial, ou seja, tem uma direcção e um sentido associados. Para descrever o movimento do corpo temos de indicar o seu módulo, a direcção e sentido do movimento.

[Sequência 3 na animação abaixo] A velocidade instantânea no instante t corresponde ao vector (tangente à trajectória) quando t2 e t1 são instantes de tempo infinitamente próximos [Sequência 4 na animação abaixo]: Equação_2     (esta expressão pode agora parecer complicada para muitos, mas quando terminarem a Matemática de 11º verão que é fácil)

Quando o corpo se deslocar segundo uma linha recta, tudo se simplifica pois basta-nos uma medição para saber onde ele se encontra. Trata-se de um movimento rectilíneo. Neste caso a posição, definida por uma única grandeza x, é uma função do tempo: x(t).

Para um movimento rectilíneo o módulo v da velocidade define-se por     Equação. Note-se que a alteração de sentido do movimento se traduz numa alteração de sinal da velocidade.

Ao longo da sua trajectória o corpo pode deslocar-se mais ou menos depressa. Quer isto dizer que distâncias equivalentes podem ser percorridas em menos ou mais tempo.

[Sequência 1 na animação abaixo] Tal como no caso da posição, também a velocidade é uma função do tempo. Para o movimento rectilíneo, a direcção não muda, mas pode mudar o sentido ou o módulo. O exemplo de movimento mais simples corresponde ao caso em que a velocidade do corpo é constante. Constante significa aqui que a velocidade não se altera em módulo, direcção ou sentido, ou seja, que o movimento é rectilíneo. Designa-se por isso de rectilíneo uniforme.

[Sequência 2 na animação abaixo] Quando a velocidade não é constante o movimento torna-se mais complexo. O caso mais simples que podemos encontrar nessas condições ocorre quando temos um movimento rectilíneo em que a velocidade se altera de forma constante e designa-se por uniformemente variado (se o módulo da velocidade aumentar é acelerado e se diminuir é retardado).

Essa taxa de variação designa-se por aceleração e é, tal como a velocidade, uma grandeza vectorial, isto é, tem uma direcção e sentido (a direcção e sentido da alteração da velocidade) e um módulo. Matematicamente o módulo a da aceleração define-se então por  Equação. Note-se que o aumento ou diminuição da velocidade se traduz numa alteração de sinal da aceleração (positivo para um aumento de velocidade e negativo para uma diminuição).

O conteúdo deste post foi adaptado de [1] e [2].

Brevemente seguir-se-ão outros artigos dando continuidade ao tema.

18 de janeiro de 2009

Problemas de Física

Estes problemas foram retirados de provas das Olimpíadas Regionais de Física. Estão relacionados com temas que foram abordados nas aulas do 9º ano e deixo-os aqui como desafio para os alunos interessados.

1- Um automobilista seguia na estrada, à velocidade constante de 72 km/h quando se apercebeu de uma árvore caída no pavimento. O tempo de reacção do automobilista foi de 0,7 s. Para evitar a colisão, travou comunicando ao carro uma “retardação” constante de 5 .

1.1. Representa num gráfico a velocidade do carro em função do tempo desde o instante em que o automobilista avistou a árvore até parar.
1.2. Felizmente, o automobilista conseguiu imobilizar o carro a 4 m da árvore! Determina a distância a que o condutor estava quando avistou este obstáculo.
Retirado da prova das OLIMPÍADAS REGIONAIS DE FÍSICA 2007

2. O TGV é o comboio de alta velocidade francês e é, até ao momento, o comboio de grande velocidade com maior sucesso na Europa.

A Isabel e o José Paulo, viajando de Paris para Bruxelas no TGV, tinham curiosidade de saber a que distância da estação o comboio começava a travar. Observaram no visor que o TGV seguia a 370 km/h. Utilizando o cronómetro do telemóvel, mediram para tempo de travagem 47,7 s. A que conclusão chegou o casal?

3. Já fora da estação de comboios, o casal alugou um automóvel. Seguiam com velocidade constante de módulo 90 km/h, numa estrada rectilínea, quando surgiu uma operação “stop”.
Um agente da polícia fez sinal de paragem, mas a Isabel, que ia ao volante e estava distraída, prosseguiu com a mesma velocidade. Após 6,0 s a polícia iniciou a perseguição com velocidade constante de módulo 108 km/h. Calcule:

3.1. O tempo que a polícia demorou até alcançar o veículo;

3.2. A distância a que os veículos se encontraram, a partir da posição da operação “stop”.
Retirados da prova das OLIMPÍADAS REGIONAIS DE FÍSICA 2008

4. Um corredor de 100 m tem uma aceleração constante nos primeiros 3 s da sua corrida e atinge assim uma velocidade de 12 m/s que mantém até ao fim da corrida.

4.1. Trace o gráfico da velocidade em função do tempo que descreve os primeiros 7 s da corrida.
4.2. Recorrendo ao gráfico que traçou, determine a distância percorrida pelo corredor nos primeiros 3 s da corrida.
4.3. Determine o tempo que o corredor levou a percorrer os 100 m.
Retirado da prova das OLIMPÍADAS REGIONAIS DE FÍSICA 2005

Para mais informação consulte a página das Olimpíadas de Física.

5 de janeiro de 2009

Forças de colisão

(Amoz Heckerson, 1995)

(Harold Edgerton, Massachusetts Institute of Technology)

Mais dois exemplos bastante claros do que sucede durante a colisão dos corpos. A última foto ainda dirá mais a quem já teve uma bola de golfe na mão e sabe bem que são extremamente rígidas. Impossíveis de deformar com a mão, ao contrário das de ténis.

Desafio (limite 11/Janeiro): A bola de golfe tem cerca de 50 g de massa e o tempo total de contacto é de cerca de 0,0005 s. Assumindo que o golfista aplicou uma força de 5000 N através do taco, calcula em m/s e também em km/h o valor da velocidade com que a bola saiu.
Bom trabalho!

21 de dezembro de 2008

Mota em piloto automático, ou as leis da física em acção?

Por qualquer motivo este vídeo fez-me lembrar a 1ª lei de Newton e o facto da velocidade ser tangente à trajectória. Conseguem ver porquê?


30 de novembro de 2008

Alunar: é mais difícil do que parece! Estudo das Leis de Newton com a ajuda de um simulador de alunagem.

Estudo das Leis de Newton com a ajuda de um simulador de alunagem. Será que consegue evitar os pedregulhos e alunar em segurança antes que o combustível se esgote, tal como fez Neil Armstrong em 1969?

Para correr a aplicação, clique na imagem. Nota: Necessita de ter Java instalado no seu computador)

Esta versão de um jogo de vídeo clássico simula rigorosamente o movimento real do módulo de alunagem, com a massa correcta, impulso, consumo de combustível e gravidade lunar.

Não é nada fácil de controlar mas, mesmo assim, o verdadeiro módulo é ainda mais difícil de manobrar.

Jogue, mas jogue pensando nas Leis de Newton. Dessa forma será mais fácil aprender a controlar o módulo.

Active a opção de mostrar vectores e repare que, como seria fácil de concluir, a verde aparece o vector velocidade e a vermelho e amarelo o vector força aplicada. Relacione as suas intensidades, direcções e sentidos e o controlo torna-se mais fácil. "Vemos" a Física em acção.

Já consegui 4 alunagens perfeitas (soft landings) em 4 locais distintos, antes do combustível terminar. À medida que forem descobrindo relações com a Física, podem deixar aqui comentários com essas mesmas "descobertas".

22 de novembro de 2008

Portugueses na próxima missão a Marte, forças, Newton e atrito. Qual a relação?

Para que serve a Física? Ora deixa ver...

"Uma empresa portuguesa está a desenvolver tecnologia para a próxima missão a Marte. A HPS Portugal vai coordenar o desenvolvimento de um material para protecção térmica dos veículos a serem utilizados na próxima missão da Agência Espacial Europeia (European Space Agency-ESA) ao planeta vermelho.
A próxima missão da ESA a Marte tem como objectivo recolher amostras do solo marciano, que posteriormente serão enviadas para a Terra. Durante a reentrada atmosférica, a sonda necessita de material resistente às altas temperaturas.
A empresa portuguesa que está com este projecto é detida pelo Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (INEGI) e pela empresa alemã HPS – High Performance Space Structure Systems, GmbH. (...) de momento “não existe tecnologia na Europa que permita proteger o veículo das temperaturas de reentrada. Nesse sentido vamos desenvolver alternativas diferentes, mas só uma é que vai ser seleccionada para desenvolvimento final e ensaios em túnel de vento de plasma”." Ler mais no Público online

Como é bom de ver, o título não implica a existência de astronautas portugueses, mas sim do envolvimento de conhecimento e tecnologia portugueses.

Os engenheiros e cientistas portugueses envolvidos estiveram, como muitos dos que frequentam este blogue actualmente estão, no ensino básico e secundário. O seu esforço compensou. Precisamos de muitos mais.

Desafios:
(Procure no blogue artigos anteriores sobre forças e atrito antes de responder. Leia, veja, pense. Pondere primeiro na sua resposta, pense "fisicamente" e consulte o manual ou outras fontes de informação)

1) Durante a reentrada atmosférica, a sonda necessita de material resistente às altas temperaturas. Por que razão? Relacione com o conceito de atrito?
2) Relacione a questão anterior com as 2ª e 3ª Leis de Newton.
3) Quais as forças aplicadas na sonda durante a sua reentrada? Aplicadas por "quem"?
4) Quais as forças que a sonda está aplicar durante a sua reentrada? Aplicadas em "quem"?
5) Caracterize o movimento da sonda durante a a sua reentrada.
Bom trabalho!

20 de novembro de 2008

Estudo das forças: simulação

A seguinte aplicação (clique na imagem) possibilita estudar as forças e seus efeitos. Nota: Necessita de ter Java instalado no seu computador)

A aplicação representa automaticamente o gráfico força(s)-tempo, aceleração-tempo, velocidade-tempo e posição-tempo.

Podemos modificar os coeficientes de atrito estático e cinético (podemos mesmo eliminar o atrito), a gravidade e a massa dos corpos.
Repare que, havendo atrito, não basta aplicar uma força qualquer para que haja imediatamente movimento. À medida que aumentamos a intensidade da força aplicada, enquanto esta for inferior à força de atrito máxima entre as superfícies, não haverá movimento pois a força aplicada será anulada pela força de atrito.

Sendo assim, se o corpo estiver inicialmente em repouso, apenas quando a força resultante deixar de ser nula é que passará a existir movimento.

Nota: Para modificar certas propriedades como a gravidade e os coeficientes de atrito, clique na opção "mais controlos".
Desafios:
1) Com um coeficiente de atrito estático de 0,3 e um coeficiente de atrito cinético de 0,1, qual a intensidade da força que é necessário aplicar sobre o arquivo para que se inicie o movimento?
2) Qual é, então, a força de atrito máxima entre a superfície e o arquivo?
3) Depois de entrar em movimento, qual a intensidade da força de atrito?
4) Com esta configuração, é mais fácil manter em movimento o arquivo ou fazer que o movimento de inicie?
5)
Por quem e sobre quem, é aplicada a força vertical com a cor rosa?
6) Por quem e sobre quem, é aplicada a força vertical com a cor amarela?
7)
As forças mencionadas em 5) e 6) formam um par acção-reacção? Justifica.

Bom trabalho.

11 de novembro de 2008

Aceleração: variar ou não a velocidade, eis a questão!

Este pequeno vídeo mostra-nos o que é a variação de velocidade e a aceleração de uma forma espectacular. A qualidade da imagem podia ser melhor, mas as explicações do narrador valem ouro :) .


Desafio: Utilizar a Física para explicar o que aconteceu para a bola ter caído na vertical numa situação e na outra ter saído disparada a 100 km/h. Fale, por exemplo, da variação de velocidade ocorrida ocorrida em cada caso. Será igual? A aceleração foi diferente?

Os comentários com respostas apenas serão publicados quando o prazo terminar (2ª feira, dia 17/Nov).

28 de outubro de 2008

Movimentos uniformemente variados: Viagem ao centro da Terra

Este vídeo mostra o que aconteceria se caíssemos por um buraco direitos ao centro da Terra. Esta é a versão cientificamente correcta, muito longe da versão de Júlio Verne que inspirou inúmeros filmes, inclusive o recentíssimo Viagem ao centro da Terra. Uma das vantagens que um bom domínio das ciências nos dá, é sermos capazes de distinguir o que é possível, ou impossível, no meio de tudo aquilo que temos possibilidade de ver ou ler. Em pleno século XXI e a todos os níveis, é cada vez mais verdadeira a frase: «Conhecimento é poder». O poder de entender o mundo à nossa volta, de fazer escolhas acertadas e de não cair em contos do vigário, por exemplo. Mais tarde ou mais cedo, a falta de conhecimento sai sempre caro.



Já agora, queres saber exactamente onde ficaria a saída do túnel que começasses a escavar, ou seja, os teus antípodas? Consulta a seguinte imagem (encontrada aqui). Nota: os antípodas estão a vermelho.
Pois é, sairíamos em pleno oceano mas, com alguma sorte, talvez conseguíssemos nadar até à ilha mais perto. Alguém sabe o nome desse oceano e dessa ilha?

25 de outubro de 2008

Estudo do movimento: Gráficos aceleração-tempo

O seguinte vídeo mostra a representação gráfica do valor da componente horizontal da velocidade e também da componente horizontal da aceleração de um autocarro ao longo do tempo. Analisa-o com atenção e, com a ajuda da imagem que está mais abaixo, responde às questões. Mais uma vez, o software que utilizei para a animação foi o Crocodile Physics. NOTA: É importante não esquecer que o sinal da aceleração apenas nos indica o sentido em que está a ser exercida. Sendo assim, um valor de aceleração de -2 m/s2 é superior a -1m/s2.
 

Questões (a lista poderá crescer): Responde no teu caderno e, quando tiveres as soluções, podes colocá-las aqui escrevendo um comentário. Antes de responderem ou colocarem questões, leiam primeiro os comentários anteriores. Muitas vezes já foram correctamente respondidas e essas dúvidas esclarecidas. Não serão publicados respostas ou comentários sem identificação.

1) Quando a velocidade não se alterou, qual o valor da componente horizontal da aceleração?
2) Quando a velocidade aumentou, qual o sinal da componente horizontal da aceleração?
3) Quando a velocidade diminui, qual o sinal da componente horizontal da aceleração?
4) No dia-a-dia, o intervalo 5 corresponde a uma ____?______. Não significa que o autocarro está a "andar para trás", mas sim que está a deslocar-se mais ______?______.
5) Por que razão, mesmo sem ver o vídeo, é possível afirmar, pela análise do gráfico, que o autocarro nunca inverteu o sentido?
6) No gráfico v(t), a velocidade quando variou, foi de forma uniforme? Porquê?
7) Quanto ____?______ a inclinação da curva no gráfico v(t), ____?_____ a aceleração.
8) Anulada
9) Classifica, justificando, os movimentos nos intervalos 1 a 5.
10) Faz um cálculo, tão correcto quanto o gráfico te permita, do valor do deslocamento realizado pelo autocarro. Será igual à distância percorrida? Porquê?
Bom trabalho!

Movimento rectilíneo uniformemente variado

Este pequeno vídeo mostra que gráficos posição-tempo, velocidade-tempo e aceleração-tempo se obtêm quando uma bola é atirada na vertical no sentido ascendente. É útil analisar com atenção os gráficos durante a subida e descida e perceber as diferenças. NOTA: É importante não esquecer que o sinal da velocidade apenas nos indica o sentido. Sendo assim, um corpo com valor de velocidade de -2 m/s está a deslocar-se mais rapidamente do que se tiver um valor de velocidade de -1m/s.

Já a imagem à direita mostra-nos o que acontece quando largamos dois objectos de massas bastante diferentes da mesma altura e ao mesmo tempo.
Questões (a lista poderá crescer): Responde no teu caderno e, quando tiveres as soluções, podes colocá-las aqui escrevendo um comentário. Antes de responderem ou colocarem questões leiam primeiro os comentários anteriores. Muitas vezes já foram correctamente respondidas e essas dúvidas esclarecidas. Não serão publicados respostas ou comentários sem identificação.

1- Caracteriza o movimento da bola no sentido ascendente.
2- Caracteriza o movimento da bola no sentido descendente.
3- No gráfico posição-tempo, o máximo da curva corresponde a que valor de velocidade?
4- A aceleração alguma vez mudou? Que nome damos a esta aceleração? Qual o seu valor (médio) no nosso planeta?
5- O tempo de queda da bola será influenciado pela sua massa? Consulta. Quem o afirmou ou, pelo menos, demonstrou primeiramente?
6- Neste caso, em que momento a componente vertical da velocidade passou a ter um valor negativo?
7- Relaciona a curvatura que o gráfico posição-tempo apresenta durante a subida, com o valor que, no mesmo instante, a componente vertical da velocidade tem.
8- Relaciona a curvatura que o gráfico posição-tempo apresenta durante a descida, com o valor que, no mesmo instante, a componente vertical da velocidade tem.
9 - Sendo assim, quanto mais _____?______ a curva do gráfico posição-tempo, ____?____ a velocidade com que a bola se desloca.
10 - Qual o valor do deslocamento? E da velocidade média?
11- Se, na questão anterior, tivesse perguntado os valores da distância percorrida e da rapidez média as respostas seriam iguais? Porquê?
Bom trabalho!

20 de outubro de 2008

Movimentos variados

Estas imagens tentam demonstrar o modo como a posição varia com o tempo em movimentos variados. Neste tipo de fotografias, fotografia estroboscópica, o intervalo de tempo entre cada imagem é constante e no filme fica registado a posição em que, nesse momento, o corpo em movimento se encontrava.
Fotografia 1 - Queda de uma bola de basquetebol, o flash disparou 20x por segundo.
Fotografia 2 - Jogador de golfe durante a execução de uma tacada. ("Densmore Shute Bends the Shaft", (1938) de Harold E. Edgerton, fotógrafo americano, que desenvolveu o seu trabalho na fotografia estroboscópica, ou seja, acção cinética de alta velocidade)

Fotografia 3 - Bola de ténis de mesa a saltitar numa mesa.

Fotografia 4 - Jogador de ténis durante a execução de um serviço. (“Jogador de Ténis”, (1938) de Harold E. Edgerton)

Questões (a lista poderá crescer): Responde no teu caderno e, quando tiveres as soluções, podes colocá-las aqui escrevendo um comentário. Antes de responderem ou colocarem questões leiam primeiro os comentários anteriores. Muitas vezes já foram correctamente respondidas e essas dúvidas esclarecidas. Não serão publicados respostas ou comentários sem identificação.

1- Caracteriza o movimento da bola da figura 1. Justifica.
2- Caracteriza o movimento do taco de golfe desde o início do movimento até colidir com a bola. O que observas na imagem que te permitiu concluir isso?
3- Caracteriza o movimento do taco de golfe desde o momento em que colide com a bola até que pára. O que observas na imagem que te permitiu concluir isso?
4- Na fotografia da bola que saltita, em que parte(s) da sua trajectória ela se desloca mais rapidamente? Justifica.
5- Que conversões de energia estão a ocorrer na fotografia 3?
Bom trabalho!

19 de outubro de 2008

Estudo do movimento: Gráficos velocidade-tempo

O seguinte vídeo mostra a representação gráfica do valor da componente horizontal da velocidade de um autocarro ao longo do tempo. Analisa-o com atenção e, com a ajuda da imagem que está mais abaixo, responde às questões. Mais uma vez, o software que utilizei para a animação foi o Crocodile Physics.
 


Questões: Responde no teu caderno e, quando tiveres as soluções, podes colocá-las aqui escrevendo um comentário. Antes de responderem ou colocarem questões leiam primeiro os comentários anteriores. Muitas vezes já foram correctamente respondidas e essas dúvidas esclarecidas.

1) Em que intervalo(s) o autocarro esteve parado? Justifica.
2) Em que intervalo(s) o autocarro se deslocou com movimento uniforme? Justifica.
3) Em que intervalo(s) o autocarro se deslocou com movimento variado? Justifica.
4) Podemos dizer que nesses intervalos a aceleração foi constante? Justifica.
5) Classifica então o movimento no(s) intervalo(s) que indicaste em 3. Justifica.
6) Em que intervalo o autocarro foi mais rápido?
7) Qual a relação ente o sinal da velocidade e o sentido do deslocamento?
8) Podemos afirmar que no intervalo 10 o autocarro estava a andar para trás? Porquê?
Bom trabalho.

12 de outubro de 2008

Estudo do movimento: Gráficos posição-tempo

O seguinte vídeo mostra a representação gráfica da posição de um autocarro ao longo do tempo. Analisa-o com atenção e, com a ajuda da imagem que está mais abaixo, responde às questões. O software que utilizei para a animação chama-se Crocodile Physics.

 
O eixo vertical (posição) tem como unidade o metro.

Questões: Responde no teu caderno e, quando tiveres as soluções, podes colocá-las aqui escrevendo um comentário. Antes de responderem ou colocarem questões leiam primeiro os comentários anteriores. Muitas vezes já foram correctamente respondidas e essas dúvidas esclarecidas.

1.  Os valores de velocidade que surgem no vídeo dizem respeito a velocidades médias ou velocidades
instantâneas? Justifica.
2.  Qual o valor do deslocamento e da distância?
3.  Qual o valor da velocidade média? Justifica.
4.  Calcula a rapidez média ao longo de todo o percurso.
5.  Qual o significado de uma velocidade com valor positivo?
6.  Qual o significado de uma velocidade com valor negativo?
7.  Qual a relação entre a inclinação da curva do gráfico e o valor da velocidade?
8.  Descreve o movimento nos intervalos 1 a 7.
9.  O que aconteceu de diferente nos intervalos 6 e 10 para que o aspecto do gráfico seja tão diferente?
10. Em que intervalos há aceleração?
11. Descreve o movimento nos intervalos 8 a 11.
12. Como ficaria a curva no intervalo 8 se, a meio do percurso, o autocarro começasse a travar? 

1 de outubro de 2008

A Física e o Atletismo

Apliquemos agora um pouco de física ao atletismo.

Nos Jogos Olímpicos de Pequim tiveram lugar inúmeras proezas atléticas extraordinárias. Duas foram protagonizadas pelo espantoso atleta jamaicano Usain Bolt que bateu o seu próprio recorde mundial dos 100 m com o tempo de 9,69 s e superou, ao realizar 19,30 s, o recorde mundial dos 200 m, que pertencia ao atleta dos estados unidos Michael Johnson desde 1996.


Mais recentemente, no dia 28 de Setembro, aconteceu também um marco histórico no desporto. Pela primeira vez a maratona foi corrida em menos de 2h04min. Segue-se o artigo do Público desse mesmo dia:

O etíope Haile Gebreselassie bateu o recorde do mundo da Maratona, hoje em Berlim, ao conseguir um tempo de 2h03:59s, tornando-se no primeiro homem do mundo a percorrer a distância em menos de 2h04min.
O atleta, que conseguiu o 26º recorde do mundo da sua carreira, detinha já a melhor marca mundial nos 42,195 quilómetros, que bateu no ano passado na capital alemã, em 2h04:26s, quando retirou o recorde do mundo ao seu rival, o queniano Paul Tergat.
"Hoje foi tudo perfeito", exclamou o maratonista de 35 anos, à sua chegada à Porta de Brandebourg. "O tempo estava perfeito, a corrida foi perfeita e o público estava perfeito". "Parecia que estava a correr dentro de um estádio", acrescentou mais tarde, em conferência de imprensa.
James Kwambai ficou sem segundo lugar, com 2h05:36, e Charles Kamathi em terceiro, com 2h07:48. Irina Mikitenko, da Alemanha, venceu a prova feminina, com um tempo de 2h19:19.

Questões: Responde escrevendo um comentário.
Não serão publicadas respostas sem identificação.
No caderno: Indique sempre os cálculos realizados, com as expressões utilizadas e, quando tal for útil, explicite os seus raciocínios através de desenhos. Quando outras unidades não forem pedidas, apresente sempre os resultados no SI.
Nos comentários: Apresente o resultado de forma mais simplificada, mas suficientemente completa para ser possível perceber o que foi feito.

1) Em que prova Usain Bolt correu com uma rapidez média superior?
2) Se tivesse corrido os 100 m com a rapidez média dos 200 m, com que tempo teria terminado os 100 m?

3) Na figura está apresentado uma representação à escala de uma pista de atletismo oficial. Nela estão representadas com a cor da bandeira jamaicana as posições de Bolt no início dos 100 m, 200 m e no final destas provas.
3.1) Qual o valor da distância percorrida em cada uma das provas?
3.2) Qual o valor do deslocamento na prova dos 100 m?
3.3) Qual o valor do deslocamento na prova dos 200 m? Explique como fez.
3.4) Represente na figura cada um dos deslocamentos referidos anteriormente.
3.5) Qual o valor da velocidade média em cada uma das provas?

4) Calcula a rapidez média com que Haile Gebreselassie realizou a maratona. Apresente os resultados em SI e também em km/h.
5) Se fosse humanamente possível realizar a prova da maratona com a mesma rapidez média com que foi realizada a prova dos 200 m, qual o tempo que demoraria? (Talvez um cyborg o consiga no futuro)
6) Nas condições da pergunta anterior, qual a distância de avanço com que terminaria o cyborg relativamente ao Haile Gebreselassie?
7) Olhando para a figura do mapa do percurso da maratona, explica por que motivo o valor da velocidade média é inferior ao da rapidez média e refere em que situações estes valores seriam iguais.
8) Representa o deslocamento na figura.
9) Qual é, aproximadamente, o valor do deslocamento?
10) Calcula a velocidade média com que Haile Gebreselassie realizou a maratona. Apresente os resultados em SI e também em km/h. Compara com o valor da rapidez média calculado anteriormente.
11) Com os dados apresentados na tabela, constrói em papel milimétrico o gráfico posição-tempo da prova de Haile Gebreselassie. Pensa bem que escala vais utilizar para cada um dos eixos. Considera que a rapidez foi constante em cada um dos intervalos.
12) Através da observação do gráfico que traçaste na questão anterior, justifica qual o intervalo em que o atleta foi mais rápido?

Bom trabalho!

28 de setembro de 2008

Estudo do movimento

A seguinte aplicação possibilita estudar o movimento. Movendo o boneco ao longo da recta, é possível construir automaticamente gráficos posição-tempo, velocidade-tempo e aceleração-tempo.
Nota: Necessita de ter Java instalado no seu PC.

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