Guião de utilização lançamento vertical e queda de um corpo

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Albino Rafael Pinto – Agrupamento de Escolas da Lixa, Felgueiras albinorafaelpinto@gmail.com

Carlos Saraiva – Agrupamento de Escolas de Trancoso carlos.saraiva1@gmail.com

Guião de Utilização – Lançamento vertical e queda de um corpo Física – 10º ano – Unidade 2 – Energia em movimentos Apresentamos uma simulação realizada no programa Modellus 4.01 que permite estudar a “unidade 2 do 10º ano”. Nesta atividade, uma bola é lançada na vertical e depois de atingir a altura máxima começa a cair e acaba por se imobilizar no solo. É necessária a instalação da última versão do programa Modellus (Modellus 4.01), que pode ser adquirida, gratuitamente, a partir do seguinte endereço da internet: http://modellus.fct.unl.pt/.

O procedimento a adotar na utilização desta simulação é o descrito a seguir:

a) Esconder a Faixa de Opções para uma visualização completa da simulação.

b) Começar por escolher uma bola em que é possível selecionar a massa, o valor da velocidade, a altura inicial e o astro onde se simula o lançamento. Depois, clicar em Play. É possível ver a posição inicial da bola e verificar o que acontece ao valor da velocidade em função do tempo. Os alunos podem verificar que o comprimento do vetor se altera. c) É possível visualizar as forças que se exercem na bola, antes, durante o lançamento e quando fica imobilizada. Esta opção pode ser escondida, arrastando o marcador “marcar as forças”. d) Podemos saber o valor da altura em qualquer instante quer no movimento ascendente ou descendente.

Para isso, parar a simulação e deslocar o arrastador “medir a altura”.

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Lançamento vertical e queda de um corpo

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e) A altura máxima atingida pela bola também é apresentada na simulação, mas pode ser escondida, bastando para isso movimentar o respetivo arrastador.

f) Pode-se usar o gráfico para verificar que há transformação da energia cinética em potencial gravítica no movimento ascendente e que no movimento descendente há transformação da energia cinética em potencial gravítica.

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Lançamento vertical e queda de um corpo

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g) Depois, podemos arrastar o indicador para simular um lançamento em que a resistência do ar não é desprezável e verificar que a altura máxima atingida é menor. Neste caso há dissipação de energia.

Através do gráfico os alunos podem verificar que a energia não se conserva.

h) É conveniente que na situação em que a resistência do ar não seja desprezável se possa observar qual o sentido da força resistiva quer no movimento ascendente ou descendente. O aluno poderá concluir que o seu sentido é sempre oposto ao do movimento.

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i)

É possível calcular o módulo da velocidade em qualquer ponto da trajetória. A altura pode ser medida.

Como há conservação da energia mecânica:

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De seguida os alunos podem arrastar o indicador das “coordenadas” para confirmarem esse valor.

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j)

Os alunos podem calcular a altura máxima atingida pela bola e depois comparar com o resultado apresentado na simulação.

m

Como se pode ver o valor calculado é igual ao apresentado na simulação.

Podemos observar a variação da velocidade em função do tempo, através do respetivo gráfico.

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k) Também podemos saber o valor da velocidade em qualquer instante, basta arrastar o indicador “coordenadas”.

l)

Uma opção que pode ser explorada é usar a simulação para outros astros, por exemplo, na Lua.

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m) Também podemos alterar a posição inicial do corpo de modo que a altura seja diferente de zero. Basta arrastar o indicador “Altura inicial”.

A simulação vem acompanhada por um vídeo que exemplifica algumas das suas funcionalidades. O vídeo pode ser visualizado no youtube no seguinte endereço: http://youtu.be/g3UEWksbkaA

Considerações finais A simulação pode ser usada no 10º ano, Unidade 2 – Energia em movimentos.

Também poderá ser utilizada no 9º ano ao abordar o tema “Forças, movimentos e energia” onde se estuda a transformação de energia potencial gravítica em cinética e vice-versa.

Pode ser usada em contexto de sala de aula ou em estudo individual.

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