Queda Desesperadora
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL
LABORATÓRIO DIDÁTICO DE FÍSICA
Projeto da Disciplina de Práticas Pedagógicas VII: Atividade experimental/prática utilizando REA.
Daniela Vargas
1.Assunto a ser abordado: Queda Livre, MRUV.
2.Público a que se destina a atividade: 1° ano do Ensino Médio.
3.Simulação Computacional: A Queda Desesperadora. Esta simulação computacional está disponível na página do LabVirt, Laboratório Didático Virtual, que é uma iniciativa da Universidade de São Paulo - USP, atualmente coordenado pela Faculdade de Educação.
4.Pré-requisitos: Para dar início ao estudo sobre Queda Livre é necessário ter noção sobre o conteúdo do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV), para que desta forma consiga-se entender o tipo de movimento a ser analisado.
5.Roteiro da Atividade:
a)Para dar início a esta atividade devemos acessar a simulação computacional através do seguinte link:
http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_cinematica_queda.htm.
Após acessar este link veremos a seguinte imagem:
http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_cinematica_queda.htm
b)Ao visualizar esta imagem, deve-se clicar sobre a palavra INICIAR. Neste momento estaremos diante da seguinte situação-problema:
http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_cinematica_queda.htm
Após ler atenciosamente a este enunciado reflita: “-Se um homem gordo e um homem magro pulam ao mesmo tempo de um helicóptero a 800m de altura. Qual dos dois chegará primeiro ao solo?”
c)– Então, você já tem uma resposta? Qual dos dois chegará primeiro ao solo? Se, sim, clique sobre a palavra PROSSEGUIR. Neste momento você estará diante da seguinte imagem e poderá analisar se sua resposta está correta:
http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_cinematica_queda.htm
d) Agora, escolha a massa que quer atribuir para cada homem e observe atentamente o valor da velocidade da queda de cada um deles. Repita a experiência, quantas vezes forem necessárias.
e)Então, fez a experiência? Repetiu várias vezes, alterando o valor das massas dos homens em questão? O que você observou? Mesmo mudando a massa, os dois homens caem sempre ao mesmo tempo, com mesma velocidade? Você está surpreso com o resultado? Se sim, leia atentamente o texto abaixo que explicará a você um pouco sobre Queda Livre.
QUEDA LIVRE
No estudo de física a queda livre é uma particularização do movimento uniformemente variado (MRUV). O movimento de queda livre foi estudado primeiramente por Aristóteles. Ele foi um grande filósofo grego que viveu aproximadamente 300 a.C. Aristóteles afirmava que se duas pedras caíssem de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo primeiro. Tal afirmação foi aceita durante vários séculos tanto por Aristóteles quanto por seus seguidores, pois não tiveram a preocupação de verificar tal afirmação.
Séculos mais tarde, mais precisamente no século XVII, um famoso físico e astrônomo italiano chamado Galileu Galilei, introduziu o método experimental e acabou por descobrir que o que Aristóteles havia dito não se verificava na prática. Considerado o pai da experimentação, Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e a sua comprovação. No seu experimento mais famoso ele, Galileu Galilei, repetiu o feito de Aristóteles. Estando na Torre de Pisa, abandonou ao mesmo tempo esferas de mesmo peso e verificou que elas chegavam ao solo no mesmo instante. Por fazer grandes descobertas e pregar ideias revolucionárias ele chegou a ser perseguido.
Quando Galileu realizou o experimento na Torre de Pisa e fez a confirmação de que Aristóteles estava errado, ele percebeu que existia a ação de uma força que retardava o movimento do corpo. Assim sendo, ele lançou a hipótese de que o ar exercesse grande influência sobre a queda de corpos.
Quando dois corpos quaisquer são abandonados, no vácuo ou no ar com resistência desprezível, da mesma altura, o tempo de queda é o mesmo para ambos, mesmo que eles possuam pesos diferentes.
O movimento de queda livre, como já foi dito, é uma particularidade do movimento uniformemente variado. Sendo assim, trata-se de um movimento acelerado, fato esse que o próprio Galileu conseguiu provar. Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, aceleração essa que é representada por g e é variável para cada ponto da superfície da Terra. Porém para o estudo de Física, e desprezando a resistência do ar, seu valor é constante e aproximadamente igual a 9,8 m/s².
As equações matemáticas que determinam o movimento de queda livre são as seguintes:
Como a aceleração da gravidade é orientada verticalmente para baixo (sentido oposto ao sentido positivo do eixo que atribuímos no nosso sistema de referência), terá seu valor sempre negativo.
| Velocidade em Relação ao tempo | V=V0-gt |
| Posição em relação ao tempo | Y=Y0+vot-gt²/2 |
| Velocidade em relação a posição | V²=V0²+2g(Y-Y0) |
f) E agora, você conseguiu entender porque os dois homens mesmo com massa diferente caem no mesmo instante ao solo? Se sim, para refletir mais um pouco, pegue duas folhas de papel de mesmo tamanho, amasse uma e deixe a outra sem amassar, depois solte as duas ao mesmo tempo e observe o tempo de queda.
“- Houve diferença no tempo de queda?”
“-Qual chegou ao solo primeiro? Por quê?”
g) Para finalizar, observe se você atingiu os objetivos propostos nesta simulação computacional:
Objetivos da atividade:
Verificar que todos os corpos soltos num mesmo local, livres da resistência do ar, caem com uma mesma aceleração, quaisquer que sejam suas massas. Essa aceleração é denominada gravidade (g). Logo chegarão ao mesmo tempo no chão, se desconsiderarmos a resistência do ar.
6.Referências Bibliográficas:
(Em: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/queda-livre.htm, Acessado em: 23/02/2016).
( Em: <http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_cinematica_queda.htm>. Acessado em: 21/02/2016).
( Em: <http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20041/Ghisiane/queda_dos_corpos.htm>. Acessado em: 22/02/2016).