AEV - Força centrípeta
Aceite para publicação em 30 de junho de 2020 Publicado debaixo de uma licença Creative Commons by-sa da Casa das Ciências
Roteiro de exploração da Atividade Experimental Virtual Esta Atividade Experimental Virtual (AEV) possibilita conhecer a força centrípeta que um fio exerce sobre um disco que se movimenta com movimento circular uniforme. A simulação permite variar a massa do disco, a velocidade linear e o raio da trajetória circular. Os resultados experimentais a retirar da simulação permitem estabelecer a expressão entre a força centrípeta e a massa, velocidade linear e raio da trajetória circular do objeto, bem como relacionar a força centrípeta com o período do movimento circular.
Descrição da Animação Um disco efetua um movimento circular uniforme sobre uma superfície polida e sem atrito, atado por um fio que está preso ao centro de uma trajetória circular (a posição é dada em metros e o tempo em segundos). A massa do disco pode variar entre 10 g e 500 g, a velocidade entre 10 m/s e 50 m/s e o raio da trajetória circular entre 0,5 m e 3,5 m. Para alterar os valores de cada grandeza, digitar o novo valor no campo
respetivo e pressionar a tecla ENTER.
Exploração A tensão do fio depende da massa do disco, da velocidade de rotação e do raio da trajetória circular. Representa graficamente os estudos que realizares, escolhendo adequadamente as grandezas de forma a linearizares os gráficos, para assim preveres uma expressão matemática que descreva o comportamento do disco na animação. 1. Se apenas alterares os valores da massa do disco, como varia a tensão no fio? 2. Se apenas alterares os valores da velocidade do disco, como varia a tensão no fio? 3. Se apenas alterares os valores do raio da trajetória circular do disco, como varia a tensão no fio? 4. A partir dos resultados obtidos, escreve uma expressão que relacione as grandezas estudadas.