Actividade_laboratorial

ESCOLA SECUNDÁRIA ALCAIDES DE FARIA
Física e Química A 11º Ano
NOME
__________________________________Nº _____ Turma
DATA ___ ___ ___
ACTIVIDADE LABORATORIAL 1.3
Questão problema
Pretende-se projectar um escorrega para um aquaparque, de modo que os utentes
possam cair em segurança numa determinada zona da piscina. A rampa termina num troço
horizontal a uma altura apreciável da superfície da água. Esta actividade permitirá
relacionar a velocidade de lançamento com o alcance horizontal obtido.
Introdução
Quando se salta para a piscina, descreve-se uma trajectória no referêncial Oxy que
é um ramo de parábola.
O movimento associado ao “salto para a piscina” pode explicar-se pela sobreposição
de dois movimento.
 Um retilíneo e uniforme, na direcção horizontal, no qual o valor da
velocidade inicial (v0) se mantém constante;
 Outro movimento retilíneo uniformemente acelerado, na direcção vertical,
cujo valor da aceleração (g), na direcção vertical, se mantém constante.
O que acontece com o salto para a piscina também ocorre com qualquer objeto ou
projétil quando é lançado horizontalmente nas proximidades da superfície da Terra.
Nesta ctividade vamos lançar horizontalmente, de uma altura predefinida, altura da
rampa de saltos, um “atleta” animado de diferentes velocidades e determinar o alcance
para cada uma das velocidades, tendo em conta que o atleta terá de cair sempre dentro da
piscina.
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QUESTÓES PRÉ-LABORATORIAIS
1.
Que significa dizer que um corpo é lançado horizontalmente?
2. Um movimento deste tipo é a composição de dois movimentos: um segundo a
horizontal e outro segundo a vertical. Como varia a velocidade segundo a
horizontal? E segundo a vertical? Como classificas, por isso, os movimentos na
horizontal e na vertical?
3. Pretende-se simular o movimento de uma pessoa num escorrega de um parque
aquático cuja rampa termina com um troço horizontal. Observa a figura: a pessoa parte
do repouso em A, abandona a rampa em B e cai na piscina em C.
a) Esboça a trajectória do movimento após a pessoa abandonar a rampa até atingir a
água.
b) Para a pessoa atingir uma maior velocidade à saída da rampa, deve deixar-se cair de
uma altura h elevada ou pequena? Justifica, relembrando os conhecimentos sobre
energia.
c) Onde é que a pessoa cairá mais longe da rampa, isto é, onde terá um maior alcance
horizontal: quando a abandona com velocidade elevada ou pequena?
d)A velocidade com que atinge a água dependerá da velocidade com que deixou a
rampa?Explica. Indica a expressão que te permite calcular a velocidade em qualquer
instante?
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Material e equipamento

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






Berlinde (atleta).
Craveira
Digitímetro.
Célula fotoeléctrica.
Fio de ligação.
Suporte universal.
Calha flexível.
Fita métrica.
Tabuleiro com arreia (piscina).
Procedimento
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Mede com a craveira o diametro do berlinde (d). Faz três medidas e regista o valor
médio.
Procede à montagem que te permite medir, utilizando a célula fotoeléctrica e o
digitímetro, a velocidade , com que o berlinde é lançado horizontalmente, v0. Mede,
para isso, o intervalo de tempo de passagem do berlinde na célula fotoeléctrica, à
saida da calha (∆t), e com o seu diametro calcula a velocidade de lançamento,
v0 = d /∆t.
Coloca no solo o tabuleiro com areia, de modo que o berlinde caia dentro dele,
qualquer que seja a altura de que é abandonado da calha.
Mede a altura desde o centro de massa do berlinde, instante em que abandona a
calha, até ao solo (y0), altura de queda. Faz três medidas e regista a média.
Abandona o berlinde do orificio da calha de menor altura, relativamente à mesa.
Anota o tempo indicado no digitimetro (∆t) e mede o alcance correspondente
(Xmáx), distância entre o ponto de impacto do berlinde com a areia e o ponto de
intersecção da vertical que passa pela posição em que o berlinde abandona a calha
com o solo. Repete as medições até obter três valores concordantes. Determina o
valor médio.
Procede como em 5, abandonando o berlinde dos diferentes orifícios da calha.
Regista os valores das medições nos respectivos quadros e faz os respectivos
cálculos.
Registos:
Diametro do berlinde (d) =
Altura de queda (y0) =
Posição 1
∆t(s)
t
médio (s)
X
(máx)
(m)
X(máx)
médio (m)
3
Posição 2
∆t(s)
t
médio (s)
X
(máx)
(m)
X(máx)
médio (m)
Posição 3
∆t(s)
t
médio (s)
X
(máx)
(m)
X(máx)
médio (m)
Posição 4
∆t(s)
t
médio (s)
X
(máx)
(m)
X(máx)
médio (m)
Questões pós-laboratoriais:
1- Completa a tabela.
Nota: o tempo de queda é caculado por: tqueda = X
Posição v0 médio (m/s)
X(máx) médio (m)
t queda (s)
máx
/ v0
t médio de
queda
(s)
2. Utilizando os dados da tabela, obtém, recorrendo à máquina gráfica, o gráfico de
dispersão do alcance máximo em função de v0. Determina a equação da reta que
melhor se ajusta ao conjunto de pontos experimentais e indica-a.
3. Deduz a expressão que te permite calcular o tempo de queda.
Considerando a altura de queda (y0) medida, determina o valor teoricamente
previsto para o tempo de queda. Compara esse valor com os valores obtidos
experimentalmente, determinando o desvio relativo (%) entre os valores. Considera
g = 9,8 ms-2.
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