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ESPAÇO,TEMPO E VELOCIDADEMovimento retilíneo uniforme |
INTRODUÇÃO
Os movimentos que ocorrem na natureza são bastante complexos: corpos em queda, líquidos escoando, carros acelerando e freiando em estradas curvas, astros movendo-se no espaço sideral, e muito mais. Toda vez que na Ciência queremos abordar um assunto, tentamos estudá-lo primeiro em seus aspectos mais simples, para depois, aos poucos, irmos passando a conceitos que permitem estudá-lo de forma mais completa. Desta forma inicia-se o estudo do movimento na Física, considerando o movimento mais simples, em linha reta e que ocorre com velocidade constante (ou, o que é a mesma coisa, uniforme). É o movimento retilíneo uniforme. Faremos algumas experiências para chegar aos principais conceitos que caracterizam o movimento - os conceitos de tempo, espaço e velocidade. Aproveitamos, ainda, a oportunidade para discutir a noção de energia e transformação da energia
MATERIAL
- 1 trilho
- 1 rotor
- 1 cronômetro
PROCEDIMENTO 1
Coloque o rotor sobre o trilho na posição de lançamento (ver
figura). Usando o cronômetro, meça o tempo que o rotor gasta para ir da posição
de 0cm até 10cm.
Repita o procedimento para os demais intervalos marcados na 1ª coluna da tabela
ao lado. Anote os resultados na segunda coluna
PROCEDIMENTO 3
Coloque o rotor sobre o trilho na posição de lançamento (ver
figura). Usando o cronômetro, meça o tempo que o rotor gasta para ir da posição
de 0cm até 10cm.
Repita o procedimento para os demais intervalos marcados na 1ª coluna da tabela
ao lado. Anote os resultados na segunda coluna desta tabela. Importante: todos
os lançamentos devem ser feitos a partir da mesma posição.
Dividindo o espaço pelo tempo obtém-se a velocidade. A velocidade deve ser
colocada na terceira coluna da mesma tabela.
DISCUSSÃO
Verifique se o movimento foi uniforme. A velocidade é constante?
ESPAÇO, TEMPO E VELOCIDADE
Espaço e tempo são grandezas fundamentais na Física, isto é, são grandezas que não podem ser definidas, mas supõe-se que todo mundo saiba o que são. A velocidade é definida como sendo o espaço que um corpo percorreu dividido pelo tempo necessário ao percurso.
Na nossa experiência o espaço é medido pela distância na régua do trilho e o tempo é medido pelo cronômetro.
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA POTENCIAL EM CINÉTICA
Podemos analisar a mesma experiência do ponto de vista da transformação de
energia. Vamos repetí-la, observando com atenção.
Coloque novamente o rotor na parte mais alta do trilho. Solte-o e observe
atentamente o movimento em todo o trajeto.
No alto do trilho o rotor está parado, com energia potencial, pois está num
nível mais elevado. Quando começa a descer perde energia potencial e adquire
velocidade.
Um corpo em movimento tem energia cin¢tica que é tanto maior quanto maior for a
sua velocidade.
Na experiência feita, a energia potencial do rotor é tranformada em energia
cinética. A energia cinética mais a energia potencial somadas têm o nome de
energia mecânica. Na nossa experiência a energia mecânica não muda, entretanto
a energia cinética aumenta enquanto a energia potencial diminui.
Em qual posição da experiência a energia cinética é maior?
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM CALOR (ENERGIA TÉRMICA)
Na experiência feita, o rotor acaba batendo no final do trilho onde pára. Neste
caso ele diminuiu sua energia potencial e também não tem mais energia cinética,
já que está parado. Onde foi parar sua energia? Podemos responder que com o
impacto o sistema esquentou um pouquinho - a energia mecânica foi tranformada
em energia térmica (calor). No caso desta nossa experiência, este aquecimento é
tão pouco que não se percebe. Em outras, no entanto, é fácil notar. Exemplos:
Esfregue uma mão na outra com muita força. Você sentirá que o trabalho
da força foi transformado em energia térmica: a mão esquentou!
Se martelamos um prego, pregando-o numa tábua, e logo em seguida encostarmos o
dedo, percebemos que está quente: a energia cinética do martelo foi
transformada em energia térmica.
Os freios transformam energia mecânica em térmica. Você pode verificar isso se
encostar o dedo no freio de uma bicicleta que acaba de descer uma ladeira.
Deixamos ao seu encargo encontrar outros exemplos da transformação de energia
mecânica em térmica. Dê exemplos:
Verifique se o movimento foi uniforme. A velocidade é constante?
ESPAÇO, TEMPO E VELOCIDADE
Espaço e tempo são grandezas fundamentais na Física, isto é,
são grandezas que não podem ser definidas, mas supõe-se que todo mundo saiba o
que são. A velocidade é definida como sendo o espaço que um corpo percorreu
dividido pelo tempo necessário ao percurso.
Na nossa experiência o espaço é medido pela distância na régua do trilho e o
tempo é medido pelo cronômetro.
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA POTENCIAL EM CINÉTICA
Podemos analisar a mesma experiência do ponto de vista da
transformação de energia. Vamos repetí-la, observando com atenção.
Coloque novamente o rotor na parte mais alta do trilho. Solte-o e observe
atentamente o movimento em todo o trajeto.
No alto do trilho o rotor está parado, com energia potencial, pois está num
nível mais elevado. Quando começa a descer perde energia potencial e adquire
velocidade.
Um corpo em movimento tem energia cin¢tica que é tanto maior quanto maior for a
sua velocidade.
Na experiência feita, a energia potencial do rotor é tranformada em energia
cinética. A energia cinética mais a energia potencial somadas têm o nome de
energia mecânica. Na nossa experiência a energia mecânica não muda, entretanto
a energia cinética aumenta enquanto a energia potencial diminui.
Em qual posição da experiência a energia cinética é maior?
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM CALOR (ENERGIA TÉRMICA)
Na experiência feita, o rotor acaba batendo no final do trilho onde pára. Neste caso ele diminuiu sua energia potencial e também não tem mais energia cinética, já que está parado. Onde foi parar sua energia? Podemos responder que com o impacto o sistema esquentou um pouquinho - a energia mecânica foi tranformada em energia térmica (calor). No caso desta nossa experiência, este aquecimento é tão pouco que não se percebe. Em outras, no entanto, é fácil notar. Exemplos:
Esfregue uma mão na outra com muita força. Você sentirá que o trabalho
da força foi transformado em energia térmica: a mão esquentou!
Se martelamos um prego, pregando-o numa tábua, e logo em seguida encostarmos o
dedo, percebemos que está quente: a energia cinética do martelo foi
transformada em energia térmica.
Os freios transformam energia mecânica em térmica. Você pode verificar isso se
encostar o dedo no freio de uma bicicleta que acaba de descer uma ladeira.
Deixamos ao seu encargo encontrar outros exemplos da transformação de energia
mecânica em térmica. Dê exemplos:
Na nossa experiência o espaço é medido pela distância na régua do trilho e o tempo é medido pelo cronômetro.
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA POTENCIAL EM CINÉTICA
Podemos analisar a mesma experiência do ponto de vista da
transformação de energia. Vamos repetí-la, observando com atenção.
Coloque novamente o rotor na parte mais alta do trilho. Solte-o e observe
atentamente o movimento em todo o trajeto.
No alto do trilho o rotor está parado, com energia potencial, pois está num
nível mais elevado. Quando começa a descer perde energia potencial e adquire
velocidade.
Um corpo em movimento tem energia cin¢tica que é tanto maior quanto maior for a
sua velocidade.
Na experiência feita, a energia potencial do rotor é tranformada em energia
cinética. A energia cinética mais a energia potencial somadas têm o nome de
energia mecânica. Na nossa experiência a energia mecânica não muda, entretanto
a energia cinética aumenta enquanto a energia potencial diminui.
Em qual posição da experiência a energia cinética é maior?
TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA EM CALOR (ENERGIA TÉRMICA)
Na experiência feita, o rotor acaba batendo no final do trilho onde pára. Neste caso ele diminuiu sua energia potencial e também não tem mais energia cinética, já que está parado. Onde foi parar sua energia? Podemos responder que com o impacto o sistema esquentou um pouquinho - a energia mecânica foi tranformada em energia térmica (calor). No caso desta nossa experiência, este aquecimento é tão pouco que não se percebe. Em outras, no entanto, é fácil notar. Exemplos:
Esfregue uma mão na outra com muita força. Você sentirá que o trabalho
da força foi transformado em energia térmica: a mão esquentou!
Se martelamos um prego, pregando-o numa tábua, e logo em seguida encostarmos o
dedo, percebemos que está quente: a energia cinética do martelo foi
transformada em energia térmica.
Os freios transformam energia mecânica em térmica. Você pode verificar isso se
encostar o dedo no freio de uma bicicleta que acaba de descer uma ladeira.
Deixamos ao seu encargo encontrar outros exemplos da transformação de energia
mecânica em térmica. Dê exemplos:
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