Na aula de hoje, segunda-feira, 14, da disciplina de introdução à Física, ministrada pelo Professor Rafael (UFCG, campus Cuité), dentro da programação do período 2020.3 do RAE-UFCG, dando continuidade oa estudo da cinemática, apos introduzirmos os conceitos de vetores, veremos as aplicações para o movimento em queda libre(desprezando a resistência do ar) e o lançamento de oblíquo de projétil.
Faremos uma introdução a Trigonometria, definindo as funções trigonométricas cosseno, seno, tangente, cotangente, cossecante e secante.
Será demonstrado também a equação de Torricelli, discípulo de Galileu. Este morreu em 1642 e deixou a sua da cinemática escrita, servindo para o cientista inglês Isaac Newton formular as equações da dinâmica. Esta será estudada na próxima semana. Na próxima aula iremos estudar a velocidade instantânea em um gráfico e de derivada de uma função.
Cinemática vetorial.
O professor Rafael Rodrigues está ministrando aulas no período 2020.3 do RAE-UFCG, para a turma da disciplina de introdução à Física, neste período letivo extraordinário que iniciou na semana passada.
Veja os tópicos Analisados, no primeiro dia de aula: como ensinar tendo a teoria e prática fazendo parte de um todo, de acordo com os parâmetros curriculares nacionais (PCN).
Um dos objetivos dos tópicos de mecânica é construir kits sobre os temas visto em Física do primeiro ano do ensino médio: cinemática, dinâmica, trabalho, energia e momento linear.
O primeiro projeto discutido foi sobre a verificação experimental do movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).
Veja os tópicos Analisados, no primeiro dia de aula: como ensinar tendo a teoria e prática fazendo parte de um todo, de acordo com os parâmetros curriculares nacionais (PCN).
Um dos objetivos dos tópicos de mecânica é construir kits sobre os temas visto em Física do primeiro ano do ensino médio: cinemática, dinâmica, trabalho, energia e momento linear.
O primeiro projeto discutido foi sobre a verificação experimental do movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).
Um exemplo simples de movimento com velocidade variável é a queda livre de um corpo abandonado de uma certa altura; cuja velocidade inicial é nula. Este foi um dos problemas analisados por Galileu em seus trabalhos, que deram início à era da pesquisa científica na área da Física. Na verdade, na época de Galileu Galilei não era possível fazer o vácuo, ele usou um experimento hipotético.
As experiências de Galileu e muitas outras posteriores, acabaram estabelecendo como fator experimental que o movimento de queda livre de um corpo solto ou lançado verticalmente, na medida em que a resistência do ar possa ser desprezada, é um movimento retilíneo uniformemente acelerado, em que a aceleração é a mesma para todos os corpos (embora sofra pequenas variações de ponto a ponto da terra). Esta aceleração da gravidade é indicada pela letra (g) e seu valor aproximado é: g = 978cm/s2 ou no SI, torna-se
g=9,8 m/s2.=980cm
Nesta aula, abordamos uma experiência acessível ao ensino médio e ao último ano do ensino fundamental, no intuito de investigar o movimento de um corpo sujeito a uma aceleração constante. Estudamos esse tipo de movimento utilizando um trilho de zinco ou uma calha de plástico, e, com a ajuda de um bloco de madeira ou uma esfera de aço, impomos uma rápida inclinação.
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A seguir, escolhemos um ponto de referência (o ponto na eminência do movimento da esfera) sobre o plano inclinado, e registramos, a partir desse, pontos de 18 em 18 ou de 20 em 20 centímetros. Abandonamos a esfera metálica na origem (posição inicial, isto é, Xo = 0=Vo-velocidade inicial), acionamos o cronômetro no instante em que a esfera começa a rolar. Em seguida, calculamos o tempo de percurso para cada dezoito centímetros, procedemos assim quatro vezes para ser possível a obtenção de uma média aritmética. Anotamos todos os dados obtidos em uma tabela, contendo também os valores calculados para o quadrado da média aritmética.
A partir dos resultados anotados na tabela, esboçamos os gráficos da posição em função do tempo, posição em função do tempo ao quadrado em papel milimetrado. Analisando as curvas obtidas chegamos a determinar a aceleração escalar e as velocidades ao fim de cada intervalo. Esboçamos também o gráfico da velocidade em função do tempo. Vale salientar que, de acordo com a necessidade de arredondamento das medidas utilizadas, adotamos o critério de proximidade para os algarismos significativos corretos.
A aceleração é calculada experimentalmente através do coeficiente angular da reta no gráfico da posição versus o tempo ao quadrado. O primeiro passo é escolher uma inclinação constante arbitrária para realizarmos os lançamentos. A melhorar precisão do valor obtido para a aceleração foi obtida quando se utilizou uma pequena inclinação do trilho, evitando grandes inclinações que acarretariam grandes velocidades e pequenos intervalos de tempo e, assim, dificultando as medidas para o instrumental utilizado.
O coeficiente angular da reta, no gráfico de x versus t2 no (MRUV), tem dimensão de comprimento dividido pela dimensão de tempo ao quadrado, que corresponde exatamente à dimensão de aceleração. Logo, para calculá-la devemos escolher dois pontos que estejam sobre a reta e considerar seus respectivos valores nos eixos vertical e horizontal.
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