Alunos: Ana Marques, nº 4, 11º A, G1 Edgar Belo, nº 8, 11º A, G1 Marco Pinto, nº 10, 11º A, G1 Renato Bispo, nº 14, 11º A, G1 Trabalho nº 4 Disciplina: Física e Química A Professora: Teresa Bernardo Ano letivo: 2013/2014 Escola: Dr. José Casimiro Matias, Almeida
Quando se salta para a piscina, descreve-se uma trajetória no referencial Oxy que é um arco de parábola. Começa-se por correr na prancha, onde se localiza a posição inicial, logo efetua-se o salto com uma velocidade inicial diferente de zero (V0 ≠ 0). Depois, atinge-se um determinado alcance na piscina, isto é, atinge-se uma abcissa máxima (x) que se relaciona com a velocidade e posição iniciais. Nesse momento y=0,0 m.
O movimento associado ao “salto para a piscina” pode explicar-se pela sobreposição de dois movimentos: um
movimento retilíneo uniforme, na direção horizontal (isto é, segundo o eixo xx), no qual o valor da velocidade inicial (v0) se mantém constante porque a resultante das forças que atuam segundo esta direção é nula; A direção e o sentido do vetor velocidade mantêm-se também constantes
outro movimento retilíneo uniformemente acelerado,
na direção vertical (ou seja, segundo o eixo yy), porque a força resultante nesta direção é não nula, Fr = Fg cujo valor da aceleração (g) se mantém constante.
O que acontece num salto para a piscina é o mesmo que acontece num lançamento de um projétil ou de um outro objeto que é lançado na horizontal. Exemplo de um lançamento de um projétil:
Imagem 1 – Esquema de um lançamento horizontal (corresponde à atividade experimental).
Berlinde de diâmetro 13 mm ± 0,02 mm Suporte universal e garra
Craveira (Marca: Vernier Caliper) 150 mm ± 0,02
mm Folhas de papel químico e de papel branco Fita métrica ± 0,05cm (Marca: Metria) Calha Fita-cola Bancada
1) 2)
3)
4) 5) 6)
Primeiro apoiou-se a calha sobre a bancada de maneira a que esta coincidisse com a extremidade da mesa. Depois de perceber qual o melhor local, colocaram-se folhas de papel brancas no chão e prenderam-se a este com fita-cola, seguidas de papel químico, de maneira a que, quando a esfera tocasse no papel químico, as folhas brancas ficassem marcadas com tinta, possibilitando a medição do alcance. Com o auxílio da fita métrica, mediu-se a altura na perpendicular desde o chão até à calha, incluindo a espessura da calha. Abandonou-se o berlinde do ponto mais alto da calha (Ha) cinco vezes consecutivas (três determinações em cada ensaio). Registaram-se os alcances. Em seguida, abandonou-se o berlinde de um ponto mais baixo (Hb), executando-se o mesmo processo.
Nota: Esta atividade também poderia ser realizada com uma célula fotoelétrica.
Imagem 2 - Esquema de montagem com célula fotoelétrica.
A velocidade seria calculada da seguinte forma: v = d ÷ ∆t d – diâmetro da esfera (berlinde) ∆t – intervalo de tempo
Célula fotoelétrica
Equações gerais do movimento e da velocidade:
Lançamento horizontal (equações do movimento e da velocidade):
C谩lculo te贸rico da velocidade inicial: Altura de 0,30 m:
Altura de 0,60 m:
Imagem 3 – Esquema de montagem (sem célula fotoelétrica).
Imagem 4 – Esquema de montagem (com célula fotoelétrica).
Imagem 5 – Folha com os pontos que o berlinde atingiu.
Os resultados confirmam que quanto maior a altura, maior a velocidade de lançamento da calha e, consequentemente, maior o alcance. Na verdade, as dimensões da piscina devem ser projetadas de acordo com a altura máxima de que a pessoa se vai deixar cair, h, pois quanto maior a altura, maior a velocidade inicial e maior o alcance. O comprimento da piscina terá de ser no mínimo o valor do alcance. A profundidade da piscina também deve ser tida em conta uma vez que quanto maior a velocidade de saída no escorrega, maior a profundidade atingida pela pessoa.
Esta atividade dá-nos a conhecer um método utilizado para projetos como por exemplo, projetos para um escorrega de um aquaparque. Deve-se ter em atenção a altura inicial com que a pessoa irá saltar, e assim calcula-se a velocidade que esta atinge o final do escorrega. Esta velocidade corresponderá à velocidade com que inicia o movimento horizontal, assim através das equações do movimento, podemos determinar o alcance e assim projetar o escorrega e a piscina, uma vez que esta terá que ter um comprimento superior ao alcance que a pessoa atingirá. Permitindo projetar um escorrega seguro, minimizando a ocorrência de incidentes.
Imagem 6 – Escorrega de um aquaparque.
7,0 m
Uma vez que o alcance de uma pessoa com velocidade inicial igual a 8,9 m/s ĂŠ de aproximadamente 10,5 m, a piscina terĂĄ que ter um comprimento superior ao alcance da pessoa. Assim apresentamos uma sugestĂŁo de comprimento (15 m).
15,0 m
Livros consultados: CALDEIRA, Helena; BELLO, Adelaide, Ontem e hoje, Física e química A – Física 11º ano, Porto, Porto editora, 2012, pág. 88, 89 e 216.
Sites consultados: Motor de busca: Google ohttp://moodle.fct.unl.pt/pluginfile.php/167267/mod_resource/content/0/F11_AL13_Salto_para_a_ piscina.pdf ohttp://www.slideshare.net/RuiPO/actividade-laboratorial-13-salto-para-a-piscina
ohttp://3.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TKc1ZIJ9b1I/AAAAAAAAXqc/iC5Yxr_nR1Y/s400/esco rregador+2709.jpg ohttp://prezi.com/fap_i2enaay4/al-13-salto-para-a-piscina/ ohttp://prezi.com/fap_i2enaay4/al-13-salto-para-a-piscina/ oRelatório APL 1.3 “Salto para a piscina”, Grupo 1, ano letivo 2012/2013, FQA.