Representando forças e investigando sua influência sobre

Representando forças e investigando sua influência
sobre movimentos
Nesta atividade você vai observar um objeto em movimento ou parado, representar as forças
que agem sobre ele e investigar como essas forças influenciam o movimento desse objeto.
I. O que é força?
Antes de seguir a leitura e a atividade, pense, discuta e registre em escrita: o que é força?
Quais forças você conhece?
Podemos classificar as forças presentes no nosso cotidiano em dois grupos:
1. Forças de contato. Ocorrem quando dois objetos estão em contato e se puxam ou se
empurram mutuamente. Pense em exemplos.
2. Forças que agem à distância. Temos dois exemplos no nosso cotidiano:
a) A força magnética, que um ímã faz sobre outro, empurrando-o ou puxando-o.
b) A força gravitacional. Dois objetos sempre se atraem mutuamente. Quando
pulamos, não saímos voando porque somos atraídos novamente para a Terra
pela ação da força gravitacional. A força gravitacional que faz com que quaisquer
dois objetos se atraiam depende de suas massas, como a massa da Terra é muito
maior que a massa do objeto que você está segurando para ler este texto, a Terra
te atrai muito mais intensamente e você nem percebe a força de atração entre
você e este objeto. Chamamos de peso à força de atração gravitacional que a
Terra exerce em nós.
O valor do peso, P, de um objeto pode ser obtido multiplicando sua massa, m, pela aceleração
da gravidade g: P=m.g, g=9,8 m/s2. Se a massa estiver em kg, a unidade do peso será Newton, N,
1 N=1 kg. 9,8m/s2. Calcule seu peso.
II. Representando forças – Diagrama de forças
a) Coloque a bola de tênis sobre sua mão. Outro membro do grupo deve pegar um
outro objeto, bem mais leve ou bem mais pesado, e também colocá-lo sobre a mão.
b) Represente as situações com um desenho, desenhe apenas o objeto que está
sendo sustentado.
c) Identifique as interações que esse objeto está sofrendo. Sua mão o está
empurrando? A Terra o está puxando? Mais alguma interação?
d) Desenhe setas representando as forças que cada objeto está sofrendo.
e) Dê nome a essas forças. Utilize a letra F com dois subscritos, um indicando quem
faz a força e outro indicando quem sofre.
f) Compare as forças quanto a suas intensidades. Quais são mais fortes? Quais você
acha que devem ser iguais? O tamanho das setas deve representar essa
informação de intensidade da força.
g) Indique quais forças se “cancelam” ou se “balanceiam”. Indique se há uma força
“desbalanceada”. A esse possível desbalanço de força chamamos força
resultante.
Exemplo de um diagrama de forças, representando a
força da mão na bola e a força da Terra na bola.
h) Deixe a bola de tênis cair de sua mão. Desenhe o diagrama de forças da bola de
tênis enquanto está caindo. Apresente suas conclusões para a professora.
III. O objeto sempre se move na direção da força
resultante?
1. Você vai trabalhar como um pesquisador agora. Considere as hipóteses abaixo e teste
a validade de cada uma delas:
a) Um objeto sempre se move na direção e sentido da força resultante que age sobre
ele.
b) Um objeto sempre tem sua mudança de movimento (v ou a) na direção e sentido
da força resultante que atua sobre ele.
Para testar essas hipóteses, pense em pelo menos dois experimentos que você pode fazer para
verificar a validade ou a falsidade de cada uma das hipóteses. Registre seus planos por escrito.
Para cada um dos testes programados, anote os possíveis resultados e explique qual conclusão
poderia tirar de cada possível resultado. Chame sua professora para apresentar seu
planejamento.1
2. Faça os testes. Registre os resultados e suas conclusões.
3. Você conseguiu mostrar que alguma das duas hipóteses é falsa? Você conseguiu
mostrar que alguma das duas hipóteses é verdadeira?
1
Se não entendeu muito bem, pense neste outro caso. Um amigo te fala que “tudo o que sobe desce”. O
que poderíamos fazer para testar essa ideia? Dicas: Poderíamos jogar algo para cima e observar se o objeto
descia. Poderíamos jogar mais forte e observar. Poderíamos jogar objetos diferentes.
4. Vamos um pouco além: é possível provar que alguma das hipóteses é falsa? É possível
provar que uma das duas hipóteses é verdadeira? Pense bem, discuta e registre as
conclusões. Apresente suas conclusões à professora.
IV.
Representando forças – Diagrama de forças (II)
Com os conhecimentos que você adquiriu sobre diagrama de forças e sobre a influência que as
forças exercem no movimento, faça os diagramas de força da bola de tênis e do carrinho do
trilho de ar nos quatro movimentos que cuidadosamente já estudamos:
1.
2.
3.
4.
bola de tênis rolando no plano,
bola de tênis descendo uma rampa,
carrinho no planador,
carrinho no planador com velocidade maior que a primeira execução.
Represente também no diagrama a velocidade e a aceleração de cada objeto.
Analise, em cada caso, se há força resultante, para onde ela aponta e qual é a consequência dela
sobre o movimento. Registre suas conclusões por escrito, apresente-as à professora.
Depois de terminada esta ativada é essencial o estudo da primeira e da segunda leis de
Newton no livro de Física! Bons estudos!