Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Salto para a piscina

No description
by

Grupo - 4 FQ 11 A

on 11 December 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Salto para a piscina

Salto para a piscina (Apl 1.3)
Disciplina: Física e Qímica A
Afonso Teles - 11ºAG4Nº1
Ana Amado - 11ºAG4Nº2
Diogo Nogueira - 11ºAG4Nº7
Renato Pinto - 11ºAG4Nº13
Docente: Teresa Bernardo
novembro 2013
Com esta atividade pretende-se estabelecer a relação entre a velocidade de lançamento horizontal de um projétil, de uma dada altura
h
do solo e o alcance do mesmo, ao nível do solo. Para isso, utilizou-se uma calha e um projétil (berlinde), de maneira a que este fosse lançado horizontalmente.
Resumo da atividade experimental
Objetivos
Construir uma montagem laboratorial a partir de um esquema ou de uma descrição;
Determinar a velocidade inicial de um projétil, no instante em que é lançado horizontalmente;
Aplicar as leis do movimento;
Relacionar o alcance do projétil com a posição de onde é lançado e com a velocidade inicial e, interpretar o movimento do projéctil lançado horizontalmente como a sobreposição de dois movimentos, um retilíneo uniforme, segundo o eixo
xx
, e outro retilíneo uniformemente acelerado, segundo o eixo
yy
.
Quando se salta para a piscina, descreve-se uma trajetória no referencial
Oxy
que é um arco de parábola.
Um indivíduo coloca-se na prancha, onde se localiza a posição inicial, em seguida desliza ao longo da prancha, até que efetua um salto com uma velocidade inicial diferente de zero (
V0
≠ 0).
Depois, atinge-se um determinado alcance na piscina, isto é, atinge-se uma abcissa máxima (
x
) que se relaciona com a velocidade e posição iniciais.
Introdução teórica
Desta forma no instante em que o indivíduo cai na água
y
=0,0 m.
O movimento associado ao “salto para a piscina” pode explicar-se pela sobreposição de dois movimentos:
um movimento retilíneo uniforme, na direção horizontal (isto é, segundo o eixo
xx
), no qual o valor da velocidade inicial (
v
0) se mantém constante porque a resultante das forças que atuam segundo esta direção é nula; A direção e o sentido do vetor velocidade mantêm-se também constantes.
outro movimento retilíneo uniformemente acelerado, na direção vertical (ou seja, segundo o eixo
yy
), porque a força resultante nesta direção é não nula, F
r
= F
g
cujo valor da aceleração (
g
) se mantém constante.
Imagem 1
– Esquema representativo da trajetória do berlinde ao longo da atividade experimental
O que acontece com o “salto para a piscina” também ocorre no movimento de qualquer objeto ou projétil quando é lançado horizontalmente nas proximidades da superfície da Terra. O esquema de montagem, apresentado em seguida, mostra a trajetória de um projétil que é lançado horizontalmente da altura
h
(
y
0) com uma velocidade inicial
v
0
x
, atingindo o alcance
x
.
As leis do movimento do projétil permitem relacionar o valor da velocidade de lançamento horizontal (
v
0) com o alcance (
x
).
Imagem 2 -
Leis do movimento

Imagem 3 –
Esquema representativo da atividade experimental
Para se estabelecer a relação entre
v
0 e
x
, procede-se à realização da atividade experimental, com a montagem que se ilustra na figura acima apresentada.
Durante a experiência faz-se variar a altura da qual cai o berlinde, obtendo-se os respetivos valores do alcance e calculando-se a velocidade inicial.
Adaptaremos posteriormente, as medições registadas e cálculos efetuadas a um contexto real relativo, não a um salto para a piscina a partir de uma prancha, mas de um escorrega num aquaparque.

Material
Calha flexível ou lançador de projéteis;
Corpo de forma esférica;
Célula fotoelétrica;
Digítimetro;
Fio de ligação;
Craveira;
Fita métrica;
Papel químico;
Papel branco.

Procedimento
1. Primeiro apoiou-se a calha sobre a bancada de maneira a que esta coincidisse com a extremidade da mesa.
2. Depois de perceber qual o melhor local, colocaram-se folhas de papel brancas no chão e prenderam-se a este com fita-cola, seguidas de papel químico, de maneira a que, quando a esfera tocasse no papel químico, as folhas brancas ficassem marcadas com tinta, possibilitando a medição do alcance.
3. Com o auxílio da fita métrica, mediu-se a altura na perpendicular desde o chão até à calha, incluindo a espessura da calha.
4. Abandonou-se o berlinde do ponto mais alto da calha (
h
a) cinco vezes consecutivas .
5. Registaram-se os alcances.
6. Em seguida, abandonou-se o berlinde de um ponto mais baixo (
h
b), executando-se o mesmo processo.
Nota:
Caso se utilize uma célula fotovoltaica a velocidade do projétil quando abandona a extremidade da mesa é igual ao diâmetro do berlinde a dividir pelo intervalo de tempo.
Equações posição e velocidade (geral):
Lançamento horizontal (equações do movimento)
Cálculo teórico do tempo de queda
Projeto do escorrega

(
h
=6m)

Sendo a altura do escorrega de 6,0 metros, e efetuados os cálculos, o alcance máximo será de 18,622 m e a velocidade de saída do escorrega será de 10,95 ms-1.
Altura de 30 cm
Cáculo da velocidade inicial:
Altura de 60 cm
Cálculo da velocidade inicial:
Adaptando ao contexto real (piscina de um aquaparque)
Escala 1,0 cm = 0,1 m
Para a altura de 60,0 cm, isto é 6,0 m:
Para a altura de 30,0 cm, isto é 3,0 metros:
Escala 1,0 cm = 0,1 m
Imagem 4 –
Alguns dos materiais utilizados na atividade experimental
Imagem 5 –
Esquema de montagem da experiência
Imagem 6
– Folha com os pontos que o berlinde atingiu
Lançamento horizontal
(equações do movimento)
Conclusões
Ao abandonar o berlinde da altura de 0,30 m , foi registado, em média, um alcance de 0,611 m. O valor de velocidade inicial (sendo que, neste caso, quando falamos de velocidade inicial nos referimos ao momento em que o berlinde atinge o final da calha) calculado foi de 1,482 ms-1.
De igual modo, para o caso da altura de 0,60 m a média do alcance registado foi de 1,215 m, e o valor da velocidade inicial calculado igual a 2,949 ms-1.
Ao analisar estes resultados, verificamos que o alcance e velocidade inicial atingidos, dependem da altura de onde o corpo (neste caso, o berlinde) é largado.
Podemos chegar a esta conclusão pois durante o deslocamento do berlinde ao longo da calha, nele atua apenas o peso, que é uma força conservativa.
Deste modo:
Daqui se infere que a velocidade com que o berlinde inicia o lançamento horizontal, depende da sua altura inicial (fazendo-se variar ao longo da atividade experimental).
Tendo em conta a fórmula deduzida, podemos comprovar que, ao contrário do que a generalidade das pessoas pensa, a velocidade final atingida, nada tem a ver com a massa do corpo.
Falta agora perceber como se relaciona velocidade e alcance.
O movimento de queda de um corpo que foi lançado horizontalmente com velocidade
v
0
x
≠ 0 e
y
0
y
≠ 0 é descrito (como referido na fundamentação teórica) pelo sistema de equações:

O seu alcance é tanto maior quanto maior a velocidade inicial de lançamento(
v
0=
v
0
x
).Isto prova-se facilmente com a seguinte dedução:
Então, o alcance máximo atingido pelo corpo calcula-se:
De notar que o alcance atingido pelo corpo (berlinde) é diretamente proporcional ao valor da velocidade de saída da calha. A constante é:
Assim, para qualquer velocidade (e tendo em conta o repetitivo alcance) o tempo de queda será o mesmo. Algo que se pode verificar claramente através da análise dos resultados experimentais obtidos.
Projeto de um escorrega
Todas as conclusões retiradas com base na atividade experimental, se podem aplicar à construção de um escorrega para um aquaparque.
Desta forma, as dimensões da piscina devem estar relacionadas com a altura máxima
h
a que a pessoa inicia a descida: quanto maior for esta altura
h
, tanto maior será a velocidade horizontal(
v
0)de saída do escorrega e, consequentemente, o alcance atingido (
x
). Por isso, as dimensões da piscina devem ser tais que, à saída do escorrega, haja uma distância superior ao alcance máximo possível de ser atingido pelos utilizadores, isto é, o alcance não pode ser superior ao limite da piscina.
Projeto do escorrega (
h
=3m)

Sendo a altura do escorrega de 3,0 metros, e efetuados os cálculos, o alcance máximo será de 13,168 m e a velocidade de saída do escorrega será 7,75 ms-1.
Bibliografia
Livros:
CALDEIRA, Helena; BELLO, Adelaide,
Ontem e hoje
, Física e Química A – Física 11º ano, Porto, Porto Editora, 2013, págs. 126 e 215.

APL 1.3 – Salto para a piscina ( G1 - 11º do ano letivo 2012/2013)
Full transcript