Você já observou que, ao caírem, os corpos modificam suas velocidades?
A mudança no valor da velocidade de um corpo se dá devido a presença de uma aceleração, que modifica a agilidade do movimento do móvel. Não importa qual seja o corpo, mesmo uma gota de água, que por possuir massa e estar na superfície do planeta, submete-se a ação da aceleração gravitacional.
Em termos da Física, a aceleração indica a rapidez com que ocorre uma determinada variação na velocidade instantânea do móvel. É muito comum dizermos que um corpo que se movimenta com velocidade variável, tem uma aceleração.
Como sabemos a aceleração (representada pela letra a) é a razão entre a velocidade média e a variação do tempo:
Vamos realizar uma prática para observar e analisar esta relação.
Prática investigativa
Nesta aplicação vamos observar os valores obtidos da relação velocidade pelo tempo de um determinado objeto ao mudar as distâncias que o objeto percorre.
Objetivo:
- Verificar a relação entre o espaço percorrido por um objeto, sujeito a uma aceleração, e o tempo que ele precisa para atingir a outra extremidade de um fio liso.
- Observar se existe proporcionalidade entre a velocidade do objeto e o tempo que ele gasta para concluir seu percurso.
- Determinar a aceleração da gravidade através de um experimento simples.
Materiais:
Você vai precisar de:
- 1 cronômetro;
- 1 trena;
- 1 porca metálica (ou anel);
- 1 fio de náilon (de 2 a 3 m de comprimento);
- 1 suporte para amarrar o fio;
- 1 transferidor;
Procedimentos:
- Passe o fio de náilon por dentro da porca e fixe (amarre) firmemente as extremidades
do fio de modo a formar um desnível. Observe o esquema da montagem do
experimento está na Figura 1.
2. Estique bem o fio e meça comprimento.
3. Solte o anel do ponto máximo para determinar o intervalo de tempo que ele demora para atingir o chão, e responda o que se pede:
3.1. Meça o comprimento do fio e anote.
3.2. Observe com o cronômetro o tempo que o objeto demora para tocar no solo e tome nota. Caso tenha dificuldade use a câmera do celular para filmar o movimento e observar o tempo da queda no vídeo.
3.3. Qual é o valor da velocidade inicial do objeto?
3.4. Só em ver o anel caindo, você consegue perceber uma mudança na velocidade durante o movimento?
3.5. Que diferença você nota na velocidade logo após soltar o anel e imediatamente antes dele tocar o chão?
3.6. Calcule a velocidade média do objeto no trajeto e anote.
3.7. Podemos considerar o movimento do anel como sendo uniforme ou uniformemente acelerado? Por quê?
3.8. Calcule a aceleração do anel. Anote.
4. Repita o procedimento 3 diminuindo o comprimento do fio para o ponto 4.
4.1.Meça o comprimento do fio e anote.
4.2. Marque o tempo que o objeto demora para atingir o ponto 4 e anote.
4.3.Calcule a velocidade do anel e anote.
4.4. Calcule a aceleração e anote.
5. Repita a experiência com fios de comprimentos menores, mudando a posição da extremidade 4 para 5 (como mostra a figura 4).
5.1. Para o fio na posição 5, qual é o seu comprimento?
5.2. Para o fio na posição 5, qual é o tempo que o objeto demora para atingir o solo?
5.3. Qual é o valor da aceleração neste caso?
6. Repita a experiência com fios de comprimentos menores, mudando a posição do fio para 6.
6.1. Para o fio na posição 6, qual é o seu comprimento?
6.2. Para o fio na posição 6, qual é o tempo que o objeto demora para atingir o solo?
6.3. Qual é o valor da aceleração neste caso?
Vamos analisar os valores:
7. Preencha a tabela com os valores das acelerações que você encontrou em cada um dos pontos e responda o que se pede.
7.1. O que aconteceu com os valores das acelerações que você encontrou? Ela aumenta, diminui ou parece ser a mesma?
7.2. A que valor tende a aceleração do anel?
7.3. Podemos dizer que a velocidade do objeto é direta, ou inversamente proporcional ao tempo? Por quê?
Conclusão:
8. Existe alguma semelhança entre os valores da aceleração nos pontos 3, 4, 5 e 6?
8.1. Baseado na resposta do item 8, responda: Você sabe por que isso aconteceu?
