Atividades expressivas - if

Modelagem Computacional no
Ensino de Física em nível Médio
Eliane Angela Veit (IF-UFRGS)
Rafael Vasques Brandão (PPgEnfis-UFRGS)
Instituto de Física UFRGS
Porto Alegre, 23 a 27 de novembro de 2009
Atividade 1: Use funções que permitam obter as
seguintes trajetórias retilíneas no Modellus
Atividade 1: Use funções que permitam obter as
seguintes trajetórias retilíneas no Modellus
Use eq. diferenciais que permitam obter as
seguintes trajetórias parabólicas no Modellus
O aluno de ensino médio não trabalharia com eq. diferenciais, mas os
professores sim, para poderem trabalhar com sistemas com aceleração
variável.
Atividade 2: Qual a trajetória de uma gota
d’água na fotografia abaixo?
Atividade 3: Simule o movimento do ponteiro
dos segundos de um relógio
Atividade 4: Simule
oscilador forçado
o
movimento
de
um
Atividade 5: A aerodinâmica da bola de futebol
(Aguiar e Rubini, 2004).

Disponível em:
http://www.sbfisica.org.br/rbef/indice.php?vol=26&num=4.
1. A situação física…
...que contextualiza o fenômeno de interesse é: “o gol que Pelé
não fez” na partida Brasil x Tchecoslováquia pela Copa do
Mundo de 1970, em Guadalajara (Ibid, p. 301).
2. A nossa situação-problema…
...que contextualiza o fenômeno de interesse e envolve as
questões-foco
que
buscaremos
responder
com
a
construção/análise do modelo computacional é:
E durante o
movimento, o
que aconteceu
com a bola?
3. Questões-foco

Durante uma partida, quais as forças envolvidas, e como
atuam, no movimento de uma bola de futebol no ar?

Qual a trajetória da bola chutada por Pelé?
4. Em quais referentes estamos interessados?

Qual é o sistema físico de interesse?
 A bola de futebol.

Entre os infinitos agentes que atuam sobre o sistema físico,
quais são os de nosso interesse?
 O ar por exercer uma força aerodinâmica sobre a bola que decomporemos
em duas: o arrasto e a sustenção (força de Magnus).
 A Terra por exercer uma força de atração sobre a bola, o peso.

 
1
FM  C M Ar  V
2
1
FA  C A AV 2
2
P
P  mg
5. Informações disponíveis sobre os referentes

A partir da análise do vídeo da jogada de Pelé.
t
X
(s)

Y
Z
Vx
(m)
Vy
Vz
(m/s)
0,003
-5,2
-2,9
0,0
27,8
-0,4
8,8
3,200
54,3
-3,7
0,0
15,2
-0,2
-8,9
Outros dados importantes.
Parâmetro
Símbolo
Valor [Unidade]
Coeficiente de arrasto
CA
Coeficiente de Magnus
CM
1
Densidade do ar
ρ
1,05 kg/m3
Área da seção transversal da bola
A
0,038 m2
Massa da bola
m
0,454 kg
Velocidade angular da bola no eixo x
ωx
0
Velocidade angular da bola no eixo y
ωy
- 42,95 rad/s
Velocidade angular da bola no eixo z
ωz
0
Velocidade de crise
Vcrise
23,8 m/s
0,5 se V<Vcrise
0,1 se V<Vcrise
6. Idealizações e aproximações assumidas pelo
modelo
teórico
subjacente
à
simulação
computacional que será implementada
Idealizações:

A bola de futebol é suposta uma esfera lisa.

O eixo de rotação da bola é perpendicular à velocidade da bola.
Aproximações:
CM  1,0
7. Grau de precisão e domínio de validade
do modelo computacional
Vbola  0,1
m/s
Vbola  20
m/s
CRISE
Atividade
reversível

6:
Simule
uma
reação
química
Um exemplo de reação reversível é a de produção da
amônia (NH3), a partir do gás hidrogênio (H2) e do gás
nitrogênio (N2):
N2 (g)+3H2(g) ⇌ 2 NH3
Wikipedia: Equilíbrio químico
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