Baixar Manual

1L
MANUAL DElNSTRUÇ6E.S
.
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C
I
I
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coolow*Gom
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PAR& FAZER ESTA PXWRlhCl&
cenos mawiaiss80 deitoados e quatquer
descuido
pode pmjudldaca
expeIW)rmk
outros ofenoem
pese não
foremdavidamente utilizados. SIga dgomsamente. a cada
passo. as insvyçOIudeate Manual spiocum não
desperdiçar nada. OmaterialJnduldo nege "kit"
foi minuciosamente wntmlado e testado.
C4m ele v o d po&d realizar pdo menos
tibs vezes todas as experi8nciasdescritas
WTTOR;V K I I O I C I M I A
COMO USAR ESFE MANUAL
Lendo este M
d o vendo as fyuru. v& v u
furr ilymaa experiências. Taha sempre um
liDir A m í a Dar8 m m c h u os csoaaosan kauco
oi -n&or
tegtc*quaodo ,++rio.
Vocépodctua~as~puialclasqmrOuid4
ou
mzinbo ou
com
..-sd.mmte.
.-~-MUCO%
-~cmpreque .panca uma faixa vcnncib.&
na
ao Ido. ela miCm m a rrspos(a
mque foi pyuntado w item aotaia.
w n d a primeiro e s6 depois eoníüa a resposta.
P u a v a i f r u qc vocé aanw,biias por
o dsirdor (plbaico oiorpwate) sobre a faixa.
~
.COPYILIGliTMUNDW l97i
M N L SA.CULTUW E INDUSiRiAL
CNXA POSiN Y
J
n a0PAULO BRASIL
-
-
I
MONTAGEM
sçÃo E REAÇÃO
Neste experimento v&
as seguintes peças:
vai usar
D
-
O EXPERIMENTO
%r'
ur(A""
2
ar com o dedo.
I
Scpois de montagem, você vai encher o balão de borracha, soltar o ar
e ~bservarsc o carro se movimenta
ou não e para que ladc
Tome um dos carros e execute a
montagem, conforme as fmas.
Ag~ra, sem deixar o ar escapar,
coloque o caro em cima de uma
1
mesa ou no chão. Solte repentinamente o carro, de modo a libertar o
ar do balão e veja o que acontece.
um objeto qualquer é aplicar
u m a n b r e ele.
P
3
O QUE ACONTECEU?
o carro ficou parado
--
sem o mesmo significado ou até
-significado trocado.) -
Duas mas c
7 ,')i
: cruzam:
'V(
2
L
.*
4L
Toda força possui direcão e
sentrdo.
carro moveu-se no mesmo sentido da saída do ar
O
no
carro moveu-se em sentido
contrário aoda saída do ar
.-
-
RWB
-
SENTIDO OESTE
1
SENTIDO LESTE
I
COMO? POR QUE?
Agora, você vai ler uma série
de coisas que ajudam a entender
o que se passou no experimento.
1
2
Quando você empurra uma
mesa, você aplica uma força
sobre ela. Portanto, empurrar
4
possuem a mesma direção
,
possuem diiegões diferentes
DIREC4O LESTE-OESTE
m
4 Os dois carros da f s w a possuem
a mesma direção, mas sentidos djrerentes. home cuidado, porque na
linguagem diária você usa as palavras direção e sentido como se tives-
I
I
m
1D
Duas pessoas (A e B) caminhando na mesma rua, uma de
encontro A outra:
a mesa se desloca na mesma
d i i ã o -e sentido da força que
você apiica
a mesa se desloca na mesma
direção, mas em sentido oposto
ao da força que você aplica
estãa em d i i diferentes,
mas no mesmo sentido
O estão
em die-qks e sentidos
diferentes
estão na mesma direção, mas em
sentidos diierentes
estão na mesma direção e
sentido
5
Quando você aplica uma força
sobre a mesa, deslocando-a:
'
2 aplicar uma força (uma
acãol sobre a mesa você sente
que eia 'oferece resistência. Essa
resistência 6 uma outra força de
igual intensidade (uma reação), que
a mesa aplica sobre você. Tanto esta
força existe que, se vocé estivesse de
patins, vo& é que se movimentaria.
Quando uma bola C jogada
um muro, ela exerce
uma força (ação)sobre este muro.
7 contra
Ao mesmo tempo, o.muro exerce sobre a bola outra força
(reação) de igual intensidade, mas de
sentido contrário. Inverte-se, assim,
o sentido do movimento da bola.
8
Toda força atua conforme
uma reta que os físicos
chamam de reta de aç&.
n~gu
com mrmU n e .
+35S4L~
m e m umido dihmntaa
1
M-2
nula.*
a toda força corresponde
outra força de igual intensidade, em sentido diferente e
na mesma reta de ação
I
miiC*1
mw2
forçii com m r m dmdo,
mounormnidoamam
m a a# a*.
11Pense no seguinte: os foguetes
m m1
f a r p a com mrmdindo.
seiilidwdhnnta a
moam iauda ado.
Se você tivesse que formular
um printípio com isso que
aprendeu. você faria da seguinte
maneira:
a toda força corresponde
outra força de diferente intensidade, no mesmo sentido e
na mesma reta de ação
4
a toda força corresponde
,outra força de igual intensidade, no mesmo sentido e na
mesma reta de ação
Portanto, o carro se movimenfoi.
porque estava preso d bexiga.
Se você assinalou a resposta certa,
escolheu exatamente a fomulação
da JP Lci cio MovbmUo, ehunciada
por Newton.
10Tome agbra s6 a bexiga (balão
de borracha). Encha-a e solte-a
O que aconteceu?
ela voou no mesmo sentido da
saída do ar
a ela
voou em sentido oposto ao
da saída do ar
interplanetários seguem o
'mesmo princípio da bexiga: voam no
sentido contrário ao da expulsão dos
gases que se formam dentro deles.
EXPERIMENTO B
MASSA E ACELERAÇAO
Neste experimento você vai usar as
seguintes peças:
Além desse material que o kit fornece, você precisa de:
- uma mesa retangular de superfície
beqi lisa e nivelada (de fórmica,
por exemplo), que tenha em .um
dos lados pelo menos 1,20 m (e
não mais que 2 m);
régua, borracha, tesoura e papel
para anotações;
lápis para fazer marcações sobre a
mesa; para não estragar a mesa, é
bom usar um lápis macio (n.O I).
Em vez de lápis, você também
pode usar Iápis de cera, caneta
Miográfica ou giz. Você ainda
pode fazer as marcações sobre
uma tira de papel, de 5 cm de largura, a ser colada na mesa com
fita adegiva ao I& da trajetóris
que os carros vão percorrer
(senão eles tropcgam np papel).
Conforme a montagem que segue,
você vai ligar os fios, elástico e carros, depois vai cortar o fio que passa
por baixo da mesa, e os dois carros
vão se chocar. O lugar deste choque
depende de certos fatores, que você
vai'descobrii neste experimento e no
próximo.
Corte 80 cm de fio e amam uma
ponta na .parte dianteira (arredondada) do carro vermelho, com o
nó embaixo do carro, wmo mostia a
figura.
-
Corte outros 10 cm de fio e amarre
na parte dianteira ( d o u d a d a ) do
carro amarelo, com o nó embaixo do
carro, como mostra a fma Deixe
duas pontas mais ou menos iguais.
lho no elástico do carro amarelo.
fazendo um pequeno *I,
o qu.
não deve correr e apertar o elástico.
CARRO AMARELO
CARROVERMELHO
1
.
ElhSTICO
Com as duas pontas de fio que
sobraram no carro amarelo, amarre
um elástico.
Ligue as partes traseiras dos carros
por um novo fio que passe por baixo
da mesa, fazendo os n6s na parte de
baixo dos carros como mostram as
6
Ligue a ponta do fio do cerro verme-
figuras. O cano vermelho deve 6car
do lado da sua mão esquerda. O fio
vai ficar frouxo, fazendo uma
''harriea" entre a mesa e O chão.
Enquanto com a mão esquerda
cim, venneüm, na
paslgib correta (isto 6, cmi a frente
na reta A), com a mão d i t a você
afasta o cano amado, atC que o fim
7 você segura o
tique esticado e O elástico adquira
uma forma alongada (sem esticá-lo).
Traw uma reta, que você chamará
de & a 20 cm da extremidade
esqpnrda da mesa. A.frente do cem,
veime&o deve fica exatamente em
6iara desta reta, como mostram as
Rgwes.
NOTA:eadohcurosdsvanficpa
igual disiiad.do bdo da mom, por
cxempb, a 25 cm.
Agora marque, wm um pequeno
traço sobre a mesa, afrenfe do cem,
amarelo. Em seguida, faça uma reta
maior a 6 cm deste traço pequeno,
marcando-a wm um B.
8-.
aiiiaAeB,marqueo
centro e uma zona central de 6
cm de largura.
ZONA CENTRAL
6 crn
c-.
A
I
9 Agora.&
ICARROVER-LHO
tRÇO
CARRO AMARELO
1
tudo pronto para ini-
ciar o experimento. A situação
deve ser esta Confia
I -
Lado da mesa de 120 a 2 rn
i
O rnEBLMENT0
+-.-, 2
1.
PARTE
f
Iqluste-as carros nas respectivas
reias de pmtida A e &. Para isso.
I
puxe o fm com a tesoura aberta até o
carro amarelo f ~ a na
r reta B.
Tire a mão do carro vermeiho. Tudo
pronto. Fique atento para ver onde
os carros vão se chocar. .
CORTE o fio.
O QUE ACONTECEU?
o choque se deu dentro da zona
o choque se deu entre a zona
central e a reta A
o choque se den entre a m a
cmtral e a reta B
O seu resultado coincidiu com a resposta? Repita de duas a três vezes o
experimento, para ter certeza. Se,
ainda assim, o seu resultado não
coincidir com a resposta, verifique
SC:
- os
1, podemos a f i a r que:
A massa do c&
VALOR
1
VALOR
1
eixos das rodas estão bem
encaixados na carroçaria;
- não há fms enroscados nas rodas.
2. PARTE
vermelho (sem
placa) tem valor
,e a
massa do carro amarelo com as duas
placas tem valor
,
MASSA
VALOR 2
Agora você vai introduzir no experimento uma nova m a : a placa
metálica.
Celoqae duas placas w carro ama& e d* aazio o carro vermelho.
Cada placa tem exatamente o
mesmo pcso de um cam, vaio.
Tambeei se pode dizer que uma
placa tem exatamente a mesma
mmso (*) de nm carro m i o . Se damos H massa & c m V& o d o r
IIA-d.umcow6umapmpdb
dld. do pi6prlo w w . VooB @a perr
aar na mam dn um c o m como a quantld& do mat6nb que ele iam. Qualqwr
wrpo 6 atrafdo pela força de grevidsde
da Tens. a ena bw qua O planeta exerce sobra d e 6 tmto maior quanto m l o r
for a masw do corpo. M a torça 6 o que
sn chemn da "peao". e por Isso o peso
d.um w w 4 tanto maior quanto maior
for a a w ma=. O peso da UM bola da
chumtm C maior do qua o p+m da um6
bola úa msdciln do igual tamanho, porque e bula da bhumbo tem nub.mnsy
d o q m irma medaira.
!
I
9 A 2.. parte do experimento deve
"ter produzido aproximadamente o
seguinte resultado:
DISTANCIA 3
MASSAI
DISTANCIA1
CHOQUE
WSSAI
w
3 Se quiser, você pode fraer outros
I
exuerimentos, variando o número
de piscas no carro amarelo e observando as distâncias percorridas.
Neste caso (fwra ao lado), divida a
distância de A e B em três partes.
CHOQUE
~
4 Neste, divida a distância entre A
e Bem cinco partes.
'
Você também pode usar placas
nos dois carros - e observar as
distâncias percorridas. Por exemplo:
I
DISTANCI~
DISTANCIA
2
MASSA I
.. ...
..
Ir
MASSA3
-
r
1A
-
I
I
I
I
DISTANCIA?
I
I
CHOOUE
DlSTANCiA3
CHOOUE
OBSERVA~ÃO:
Note que em todos os casos existe uma relação proporcional
12 entre a massa dos carros e a distância percorrida
MSSI
-
w
r w
MASSI2
POR QUE? COMO?
1Quando os dois carros tinham a
mesma massa, eles
percorreram distâncias praticamente iguais (o choque ocorreu
na zona central)
percorreram distâncias diferentes ( o choque ocorreu fora da
zona central)
Se dois corredores saíram juntos
3 da linha de partida e pararam de
w m u no mesmo instante, foi mais
veloz
o corredor que percorreu a
maior distância
o corredor que percorreu a
menor distância
Na 1.' parte do experimento
(carros vazios),
os dois carros
percorreram a mesma distância, 6
porque
O tinham a mesma velocidade
tinham velocidades diferentes
4 Oscarros do experimento iniciaando os dois c m s tinham
diferentes. o carro de
maior massa
%sas
percorreu uma distância maior
percorreu uma distância menor
ram a corrida no mesmo instante
(quando você cortou o fm com a
tesoura) e pararam de correr também no mesmo instante (quando
ocorreu o choque). Foi portanto
mais veloz. ou seja, adquiriu maior
velocidade,
Na L.' parte do experimento, o
m m maior massa (com
duas placas) percorreu uma distância menor. Portanto:
6cm
o carro que percorreu a maior
distância
o carro de maior massa a t i n g ~
o carro que percorreu a menor
distância
o carro de maior massa atingiu
uma velocidade maior
uma velocidade menor
-
os dois carros sofreram a mesma
aceleração
u
os dois c&s sofreram aceleraç5es diferentes
7 Para que um automóvel parado
alcance certa velocidade, é necessário que ele seja crcelerado. No
automóvel, a responsável pela acelc
ração é a força aplicada pelo motor.
No seu experimento. a força que
produz a aceleração é aplicada
pelo fio
pelo elástico
Na 2.' parte do experimento, o
com maior massa (com
duas placas) atingiu menor velocidade. Isto +fica que:
9 carro
o carro com maior massa sofreu
maior aceleração
pelas rodas do c m
I
parte do experimento
8 (carros
Na 1: vazios)
se os dois carros
atingiram a mesma velocidade é
porque
o carro com maior massa sofreu
menor aceleração
A partir destas verificaçlb, você
1pode concluir que:
-
O QUE ACONTECEU
DIST~NCIA PERCORRIDA
MENOR
MASSA MAIOR
------
i
(a) massa maior aceleração -(b) massa menor aderação -
As rela@s entre massa e acelera-
2 ção são portanto:
'
PORQUE ACONTECEU
ACELERLWO
MASSA MAIOR
MENMI
MENOR
I
I
M*SSA MENOR
I
I
_
_
_ ---ACELERAFIO
MAIOR
MENOR
--VELOCIDADE
MAIOR
diretameniepmporcionais (quando a massa aumenta, a aceleração sumenta na mesma proporçáo)
inversamente
proporcionais
(quando a massa aumenta, a
aceleração diminui na mesma
pmporção)
DISTANCIA
PERCORRIDA
MAIOR
fi o que diz a I.Lei do Movhento,
& Newton.
16
EXPERIMENTO C:
PORÇA E ACELERAÇAO
MONTAGEM
.-.Desfaça a montagem do experimento anterior.
1 Agora,
observando a d i i s i ç ã o
geral (abaixo) que voci: vai obter no
fmal desta montagem, execute os
passos seguintes.
Neste @er@ento, você vai usar o
seguiste mate-rial:
camarelo, carro vermelho,
placas metálicas, elásticos,
fio e percevejos.
AI6m disso: mesa, lápis, borracha,
tesoum
1. PARTE
No experimento anterior, os dois
carros foram acelerados pelo mesmo
elárrico, que aplicava sobre eles*
ças & iguai v&.
Vamos ver o que ocorre quandoforç a & vaiores difèrentes agem sobre
OS carros.
PERCEVEJO
i
~Usnco
-------------
2 E~STICOS
---------DO
"""
I
PERCEVEJO.
Lado da me-
de i,!&a 2 m
...
..
Mare 0%-M
a. .30 cm da
tmda, m>8 da'is:lr#losda m.
A T E M ~ ~ I oks
) : devem s ú afixadosaspertede~.!ln,mbsa,de
medo r i - & ~ * t a .
o
h
e*
o do M3 GARRO 4iwRBLo
passa por ba& &'cana vanâidlho e
vai ai.amrirrsd0 ao percevejo.
o Fg3 ao c m o ,VJmmL.HO
p e i a p t Bsixo d6 c a amado
~ ~e
vai e
f , ~ a d também
o
a I& por-
.mQ,
Maria doi cl8sticos w cano arna-
nlo.
-
cpVkjo,&outrotsdodamesa.,
OUTRQ'
mais i o ~ W(m
C ) ~ & ~ ' m n m d o 6 p r o a o v~menio), liga as partss
‘ias dois~csrroqpisstiMlo po~',*
eoedoid~sporineieQum
da mesa e f
d uma "bar&-.
~
I-, .pmnão d*re se fechar.
retas de partida A e B. Para wkar
os c m s Uk &@o mata, cg>ole 4.
ICSOIU~ mòre m
e movimeahba
pmo -0
O P ( P < P O O S Iodos, mnfome você queira deslocar um cmínhoououtro. . , * _
Faça um pequcnq trapo na h n t e
do carro venneiho, manttado o elb. tico apenas alongado. sem estica-to.
Agora faça um pequeno traça na
frente do cama amarelo. mautmdo
oa dois dbsticos epuuu, alongados,
sem 4 - 1 0 s
A 6 cm d&@Stâacia dos pequenos
@aços, marqpa as &as A e B (w
sentido das beiradas da mesa). Em
seguida, -que
o ponto central
entre A e B e debite uma zona ceniIdcom4cm
w
Agora você vaí manobrar o fio que
está embaixo da mesa (fazendo uma
"bsmga") mm a tesimra m
a
,até
que os carros faan nas respectivas
Pronto. verifique as postções dos
carros, veja se os fim passam por
baixo deles. Fique observando onde
vai ocorre^ o choque, e CORTE.
Marque o pontb de choque.
O QUE ACONTECEU?
A o choque se deu
ro da zona
central
o choque se deu entre a
central e a reta A
maior que a força que agiu sobre
o carro vermelho
.
PREENCHA COM O QUI
VOCÉ OBSERVOU
O carro com maior forço percor-
mena
sobre
reu uma disiância ,
(maior, menor)
e portanto,
o carro com maior força adquiriu
uma velocidade
(maior,
menor)
,e a força que agiu
rro vermelho
I
o choque se deu entre a zona
central e a reta B
O carro amarelo (com dois elásticos)
percorreu:
O seu resultado coincide com a resposta? Se não coincidir, repita o
experimento de duas a três vezes.
COMO?POR QUE?
O carro vermelho foi acelerado por
I elóslico.
O carro amarelo foi acelerado por
dois elásticos.
A força que agiu sobre o carro amarelo foi, portanto:
igual à força que agiu sobre o
carro vermelho
uma distância maior que a percorrida pelo carro vermelho
o carm com maiorforça sofreu uma
aceleração
(maior,
menor)
I
uma distância menor que a percomda pelo carro vermelho
uma distbcia igual à percorrida
pelo carro vermelho
í
) Maior. mas d o exatamente o d o h
- como se -ria
-
wnser
porque
embom oa dois slhnicoa marcam forca
dupla, o iaem num tempo menor
lencwmm meia deoresuil.
A s relações e n t r e força e a a l e r a ç ã o
são, portanto:,
O QUEACONTECEU
z ÈLAsncos
FORCA MAIOR
VELOCIDADE
MAIOR
1 ELASTICO
FORÇA MENOR
ACELERACAO
VELOCIDADE
MENOR
WSTANCIA
PERCORRIDA
MAIOR
DISTANCIA
PERCORRIDA
d i r e t a m e n t e pmporcioaais @&ndo aumenta a força, aumedta
a aceleração)
inverswente
proporcio
(quando a u m e n t a a força, d
nui a aceleraçãq)
MENOR
AS CÒISAS ACONTECERAM NESTA ORDEM
2 ELAS~COS
FORÇA MAIOR
---------------------------1 EIASTICO
o
FORCA MENOR
DISTANCIA
._
,.STANCIA
------- ------------------------.
PERCORRIDA
MAIOR
MENOR
PERCORRIDA
2. PARTE
Agora v a m o s r e p e t i r o e x p e r i m e n t o
a c r e s c e n t a n d o p l a c a s metálicas.
C o l o q u e uma placa no c m amarelo e disponha o s m
s e m posição
d e partida.
a maisa maior 'não teve efeito
Quando os c a w s tem massas
1e forças diferentes - o cam,
amareio com uma placa e dois dástiws e o carro vermelho sem placa e
com um elistico -o carro amareio
sobre a aceleração
a massa maior aumentou a aceleração ainda mais
tem uma aceleração maior que o
carro vermelho
Esta é a posição fuial antes de
cortar o fio embaixo da mesa. Verifque w está tudo certo. Corte O fio e
marque o ponto de choque.
tem uma aceleração menor que
o carro vermelho
tem uma aceleração iauol à do
carro vermelho
3 Ou
seja, quando você colocou
uma placa no carro amarelo, o
choque se deu na zona central,
porque:
sua massa (dupla) aumentou o
efeito da força .dupla (2 elásti-
O QUE ACONTECEU?
o choque se deu dentro da zona
central
*'que
se deu entre a zona
central e a reta A
o choque se deu entre a zona
central e a reta B
'imos que, quando os carros
stavam vazios e submetidos a
forças diferentes (o vermelho com 1
elástico e o amarelo com 2). a aceieração do amarelo era maior. Colocando 1 placa no carro amarelo, sua
aceleração diminuiu porque:
sua massa (dup1a)meutralWu o
efeito da força .dupla (2 elásticos)
21