Aula Prática Física geral e experimental mecânica

Descrição

Aula Prática Física geral e experimental mecânica

Disciplina: Física Geral e Experimental Mecânica
Clique aqui e veja orientações e exemplos de roteiro de aula prática.
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1
Unidade: 1
Aula (White Label)/Seção (KLS): 3
SOFTWARE
☐Software / ☒ Acesso on-line
☐Pago / ☒ Não Pago
Infraestrutura:
Computador com acesso a internet
Descrição do software:
Laboratórios virtuais para simulação de experimentos laboratoriais

ATIVIDADE PRÁTICA 1
Atividade proposta:
Caracterizar o movimento de um objeto através do deslocamento, velocidade média e
aceleração média, compreendendo e estimando a velocidade média e a aceleração média de um
objeto em movimento. Dessa forma, será possível reconhecer que a velocidade mede a taxa de
variação da posição no tempo e que a aceleração mede a taxa de variação da velocidade no
tempo, interpretando diferentes gráficos envolvendo as principais variáveis físicas: deslocamento,
velocidade e aceleração.
Objetivos:
Caracterizar o movimento de um objeto através das grandezas que compõe a Cinemática:
deslocamento, velocidade média e aceleração média.
Procedimentos para a realização da atividade:
Acessar o laboratório virtual, por meio do link disponibilizado no ambiente virtual, do
experimento Movimento Retilíneo Uniformemente Variado – MRUV.
Clicando em “Experimento”, abrirá a tela inicial do laboratório virtual.
Clique em “Modo experimento”. Assim, teremos:
è Montando e ajustando o experimento:
Arraste o nível bolha até o plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do mouse e sobre ele
e arrastando-o.
è Nivelando a base:
Nivele a base, clicando com o botão direito do mouse no nível bolha e selecionando a opção
“Nivelar base”.
Os “pés” da base do plano inclinado serão ajustados, deixando a bolha do nível centralizada.
è Posicionando o ímã:
Arraste o ímã até a indicação em vermelho no plano inclinado, clicando com o botão esquerdo do
mouse. Esse ímã será usado posteriormente para fixar o carrinho.
è Posicionando fuso elevador:
Posicione o fuso elevador, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o fuso e arrastandoo para uma das posições em destaque. A posição destacada em verde é para pequenas
inclinações e a posição destacada em amarelo é para grandes inclinações.
Neste experimento usaremos a posição para grandes inclinações.
è Posicionar o sensor:
Posicione o sensor em 300 mm na régua, clicando com botão esquerdo do mouse no sensor. O
sensor será utilizado para medir o tempo decorrido no movimento do carrinho.
Observe a escala que aparece no canto da tela. O ponto branco que aparece no sensor, como
destacado em vermelho, é o ponto de ativação.
è Ajustando a inclinação da rampa:
Inicie a etapa de regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão Inicie a etapa de
regulagem do ângulo da rampa, clicando com o botão direito do mouse no fuso elevador e
selecionando a opção “Girar fuso”.
Com o fuso na posição de grandes inclinações, ajuste o ângulo para 10° clicando com o botão
esquerdo do mouse nas setas “Subir” e “Descer”.
è Ligando o multicronômetro:
Visualize o cronômetro, em detalhes, acessando a câmera “Cronômetro”, clicando com o botão
esquerdo do mouse sobre o menu lateral esquerdo.
Conecte a fonte de alimentação do multicronômetro na tomada, clicando e arrastando com o
botão esquerdo do mouse sobre a fonte.
Para ligar o multicronômetro, clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Power”.
Clique com o botão esquerdo do mouse no botão “Reset” para voltar à seleção de funções.
Para selecionar uma das funções que aparecem no visor, clique com o botão esquerdo do mouse
nos botões azuis.
Para ajustar valores, clique com o botão esquerdo do mouse nas setas.
è Conectando o cabo no multicronômetro:
Conecte o cabo do sensor na porta S0 do multicronômetro, clicando e arrastando com o botão
esquerdo do mouse, conforme demonstrado abaixo.
è Operando o multicronômetro:
Selecionando o idioma.
Selecionando função: Clique no botão destacado em verde até que apareça a função “F3 10PASS
1SEN”. Em seguida, clique no botão destacado em vermelho para selecionar a função.
Número de intervalos: Clique na seta destacada em amarelo para escolher o número de intervalos
(dez) e, então, no botão destacado em verde para confirmar.
Você está pronto para começar o experimento.
è Posicionando o carrinho:
Acesse a câmera “Plano inclinado”.
Para que não desça a rampa antes do desejado, arraste o carrinho até o ímã, clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre ele.
O carrinho permanecerá em repouso até que o ímã, que o mantém nesta posição, seja retirado.
è Retirando o ímã:
Acesse a câmera “Bancada”.
Solte o carrinho, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o ímã. O carrinho será solto e
descerá pelo plano inclinado. O sensor medirá o intervalo de tempo entre marcações existentes
sobre o carrinho.
è Realizando as leituras dos resultados:
Clique com o botão esquerdo do mouse no botão destacado em amarelo para verificar os
resultados e no botão destacado em verde para repetir o experimento.
Leia o resultado do experimento.
Clique nas setas destacadas em amarelo para ver os pontos de medidas e seus resultados.
Devido às marcações existentes sobre o carrinho, o sensor captará medidas de tempo nas
marcações 0 mm, 18 mm, 36 mm, 54 mm, 72 mm, 90 mm, 108 mm, 126 mm, 144 mm, 162 mm
e 180 mm.
è Anotando os resultados:
Crie uma tabela semelhante à apresentada e anote os valores encontrados considerando as
posições (S) e o tempo (t) para cada uma delas. O tempo ao quadrado (t2
) deverá ser calculado
com o valor do tempo (t) obtido.
Calcule as velocidades para os pontos medidos t2, t4, t6, t8 e t10 e anote em uma tabela
semelhante à demonstrada a seguir.
Intervalos Vm (m/s)
S0 a S2
S2 a S4
S4 a S6
S6 a S8
S8 a S10
Para o cálculo da velocidade, utilize a equação para a velocidade média em cada um dos
intervalos de posição e tempo:
𝑣 =
∆𝑆
∆𝑡
Com os dados de velocidade média da tabela e os intervalos de tempos, construa o gráfico de
velocidade em função do tempo, obtenha a aceleração e monte a função horária do movimento.
è Avaliando os resultados:
Siga para a seção “Avaliação de Resultados” no experimento e responda de acordo com o que
foi observado nos experimentos.
Siga todos os passos descritos no Tutorial Virtual Lab, presente no roteiro disponível no
laboratório virtual, para realização do experimento prático.
Checklist:
Para a execução desse experimento, serão necessários os seguintes materiais: computador,
calculadora, lápis e caderno de anotações. Assim:
ü Acessar à plataforma VirtuaLab;
ü Acessar à prática: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO – MRUV;
ü Montar e ajustar o experimento;
ü Nivelar a base;
ü Posicionar o ímã;
ü Posicionar o fuso elevador;
ü Posicionar o sensor;
ü Ajustar a inclinação da rampa;
ü Utilizar o multicronômetro;
ü Realizar o experimento.
Ao final do experimento, você deverá ser capaz de responder as questões levantadas no tópico
“Avaliação de Resultados” presente no roteiro disponibilizado no laboratório virtual.
Resultado: Aluno, você deverá entregar:
Um roteiro de aula prática contendo: introdução, objetivos, metodologia experimental, resultados
encontrados, conclusão e referências bibliográficas.
As questões levantadas na Avaliação de Resultados presente no roteiro do laboratório virtual
devem ser respondidas no relatório de aula prática, no tópico dos resultados encontrados, bem
como as tabelas devidamente preenchidas e os gráficos solicitados.
Referências:
Algetec – Laboratórios Virtuais. Simulador “Movimento Retilíneo Uniforme – MRU”
Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/10/637562f019554.html, acesso em
22/06/2023.
CHAVES, Alaor. Física Básica: Mecânica. Grupo GEN, 2007. E-book. ISBN 978-85-216-1932-1.
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-1932-1/. Acesso
em: 22 jun. 2023.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física – Vol. 1 –
Mecânica, 10ª edição. Grupo GEN, 2016. E-book. ISBN 9788521632054. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521632054/. Acesso em: 22 jun. 2023.
HEWITT, Paul. Física Conceitual. Grupo A, 2015. E-book. ISBN 9788582603413. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603413/. Acesso em: 22 jun.
2023.]
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2
Unidade: 2
Aula (White Label)/Seção (KLS): 3
SOFTWARE
☐Software / ☒ Acesso on-line
☐Pago / ☒ Não Pago
Infraestrutura:
Computador com acesso a internet.
Descrição do software:
Laboratório virtual para simulação dos experimentos.

ATIVIDADE PRÁTICA 2
Atividade proposta:
Compreender o conceito de equilíbrio de corpos rígidos.
Objetivos:
Compreender as condições e situações em que há o equilíbrio estático de corpos do tipo partícula
ou rígidos.
Procedimentos para a realização da atividade:
Acessar o laboratório virtual, por meio do link disponibilizado no ambiente virtual, do
experimento Estática – Balança de Prato.
Clicando em “Experimento”, abrirá a tela inicial do laboratório virtual.
Fechando a tela de orientação sobre utilização do mouse, teremos:
è Compreendendo os objetos utilizados no experimento:
Os itens passíveis de interação serão os pesos e a balança como indicado na imagem abaixo.
Para alterar o ângulo de visualização da tela, basta acessar as opções de câmera localizadas no
canto superior esquerdo da tela.
Visualize as distâncias referentes ao posicionamento do peso no prato e do contrapeso, clicando
com o botão esquerdo do mouse sobre a opção “Inspecionar” em destaque. Por ser uma opção
ativável, quando for necessário visualizar/esconder as distâncias, clique com o botão esquerdo
do mouse na opção “Inspecionar”.
è Inserindo pesos na balança:
Acesse a câmera “Pesos”, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o menu superior
esquerdo.
Posicione um peso na balança, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso escolhido.
Inicie o experimento utilizando o peso indicado na imagem abaixo.
Observe que o peso se posiciona na balança. Acesse a opção de câmera “Contrapeso”, clicando
com o botão esquerdo do mouse sobre o menu superior esquerdo.
è Obtendo os pesos do prato e contrapeso:
Para o experimento é importante obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô
central, bem como o valor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de
momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Observe as especificações
dispostas na caixa de informações, posicionando o mouse sobre o prato. Anote os valores
encontrados.
Anote o valor da massa do prato.
Mprato = _____________ g
Obtenha o valor da massa do contrapeso, posicionando o mouse sobre o contrapeso e
observando a especificação disposta na caixa de informações.
Anote o valor da massa do contrapeso.
MContrapeso = _____________ g
è Ajustando o equilíbrio da balança:
Observe que, ao posicionar o peso no prato, foi adicionado um desequilíbrio no sistema. Para
que a balança entre equilíbrio, você deverá ajustar o contrapeso, deslocando-o ao longo da haste
até que o prato fique centralizado.
Ajuste a contrapeso, pressionando o botão esquerdo do mouse sobre ele, conforme destacado
pela seta vermelha na imagem abaixo, e arrastando-o até que a balança retorne ao equilíbrio.
Observe que, após clicar no contrapeso, na parte inferior esquerda da tela será exibida a vista
ortogonal, onde é possível verificar a posição no contrapeso na haste.
Quando o equilíbrio do sistema for encontrado, a haste vai se posicionar de acordo com a próxima
imagem.
Acesse a câmera “Frontal” para retornar a tela inicial do experimento.
è Realizando as medidas:
Obtenha as distâncias do peso e contrapeso ao pivô da balança, clicando com o botão esquerdo
do mouse sobre a opção “Inspecionar”.
Anote os valores das distâncias.
dcontrapeso = _____________ cm
dpeso = _____________ cm
Em seguida, acesse a câmera “Bancada” para retornar a cena inicial do experimento.
è Retirando o peso da balança:
Retiro os pesos da balança e posicione-os sobre a mesa, clicando com o botão esquerdo do
mouse sobre o peso.
è Avaliando os resultados:
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi
observado nos experimentos.
è Repetindo o experimento:
Realize os passos acima listados para os outros pesos dispostos sobre a bancada e, logo após,
retorne à “Avaliação de Resultados”.
Siga os passos descritos no Virtual Lab presente no roteiro disponibilizado no laboratório virtual
para realização de todas as etapas experimentais.
Checklist:
Para a execução desse experimento, serão necessários os seguintes materiais: computador,
calculadora, lápis e caderno de anotações. Assim:
ü Acessar à plataforma VirtuaLab;
ü Acessar à prática: BALANÇA DE PRATO;
ü Compreendendo os objetos utilizados no experimento;
ü Inserindo os pesos na balança;
ü Obtendo os pesos do prato e contrapeso;
ü Ajustando o equilíbrio da balança;
ü Realizar o experimento.
Ao final do experimento, você deverá ser capaz de responder as questões levantadas no tópico
“Avaliação de Resultados” presente no roteiro disponibilizado no laboratório virtual.
Resultados da aula prática: Aluno, você deverá entregar:
Um relatório de aula prática contendo introdução, objetivos, procedimentos experimentais,
resultados encontrados, conclusão e referências bibliográficas.
Referências:
Algetec – Laboratórios Virtuais. Simulador “Movimento Retilíneo Uniforme – MRU”
Disponível em: https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/10/637562f019554.html, acesso em
22/06/2023.
CHAVES, Alaor. Física Básica: Mecânica. Grupo GEN, 2007. E-book. ISBN 978-85-216-1932-1.
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-1932-1/. Acesso
em: 22 jun. 2023.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física – Vol. 1 –
Mecânica, 10ª edição. Grupo GEN, 2016. E-book. ISBN 9788521632054. Disponível em:
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521632054/. Acesso em: 22 jun. 2023.
HEWITT, Paul. Física Conceitual. Grupo A, 2015. E-book. ISBN 9788582603413. Disponível
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582603413/. Acesso em: 22 jun. 2023