Sumário - GT-MRE

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Sumário
1. Orientação .......................................................................................................................................................................................... 2
2. Contextualização ............................................................................................................................................................................ 7
2. Investigação ................................................................................................................................................................................... 10
4. Investigação 2 ............................................................................................................................................................................... 11
5. Discussão ......................................................................................................................................................................................... 13
6. Conclusão ........................................................................................................................................................................................ 14
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1. Orientação
Neste curso vamos investigar um tipo de movimento denominado por Aristóteles como movimento natural.
E como Galileu Galilei formulou o conceito para queda livre dos corpos.
Com esta atividade pretende-se atingir os seguintes objetivos:
Compreender como Galileu Galilei chegou à aceleração constante de um corpo em queda livre e formalizar
estes conceitos utilizando equações matemáticas.
Para verificar suas concepções prévias sobre o assunto "Queda Livre", responda o questionário abaixo.
Questionário inicial
1) (Unicenp-PR) Durante suas férias, um professor de Física observou, em sua chácara, duas maçãs caindo
de uma mesma altura de uma árvore. Ao medir as massas das duas frutas, obteve valores diferentes e
passou a redigir um relatório sobre o acontecimento.
Desconsiderando a resistência do ar, o relatório do professor poderia conter a seguinte informação:
Escolha uma:
a. Ambas as maçãs chegam juntas ao solo.
b. A maçã de maior massa chegou antes que a outra ao solo.
c. A maçã de menor massa chegou antes que a outra ao solo.
d. A maçã de maior massa fica sujeita a uma maior aceleração.
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e. O tempo de queda das maçãs independe do valor da aceleração gravitacional.
2)(AEU-DF) O movimento de um corpo em queda livre após ter sido abandonado de uma determinada
altura é:
Escolha uma:
a. parabólico uniforme
b. circular uniforme.
c. retilíneo uniforme.
d. uniformemente acelerado.
e. circularmente variado.
3) (UFMT) Galileu, na torre de Pisa, fez cair vários corpos pequenos, com o objetivo de estudar as leis do
movimento dos corpos em queda. A respeito dessa experiência, julgue os itens, desprezando-se os efeitos
do ar.
I. A aceleração do movimento era a mesma para todos os corpos.
II. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo horizontal no mesmo instante que o
mais leve.
III. Se dois corpo eram soltos juntos. o mais pesado chegava ao solo horizontal com velocidade escalar
maior que a do mais leve.
Escolha uma:
a. Somente as afirmações I e III estão corretas.
b. Todas estão corretas.
c. Somente a afirmação I está correta.
d. Somente as afirmações I e II estão corretas.
e. Somente as afirmações II e III estão corretas.
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4)(PUC-MG) Dois corpos de pesos diferentes são abandonados no mesmo instante de uma mesma altura.
Desconsiderando-se a resistência do ar, é CORRETO afirmar:
Escolha uma:
a. O corpo de maior peso chegará primeiro ao solo.
b. O corpo de menor volume chegará primeiro ao solo.
c. Os dois corpos terão a mesma velocidade a cada instante, mas com acelerações diferentes.
d. Os corpos cairão com a mesma aceleração e suas velocidades serão iguais entre si a cada instante.
5) [[1]] comprovou corpos em queda livre independem de sua [[6]], ou seja, quando soltos num mesmo
instante da mesma altura atingem o solo em tempos [[8]]. E que a velocidade de um corpo em queda livre
[[2]] gradativamente, argumentado que esses corpos sofrem acréscimos [[5]] de velocidade, isto é, a [[3]] é
proporcional ao [[7]]. Sendo assim ele associou a queda livre dos corpos com uma [[4]] constante.
Refutando as idéias de [[9]].
Opção1: Galileu Galilei
Opção2: aumenta
Opção3: velocidade
Opção4: aceleração
Opção5: constante
Opção6: massa
Opção7: tempo
Opção8: iguais
Opção9: Aristóteles
6) Com base nos seus conhecimentos relacione as afirmações com as opções ao lado.
Questão 1: Afirmava que os corpos mais pesados caíam porque tinham que ocupar seu lugar natural que
era a terra.
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Resposta: Aristóteles
Questão 2: A velocidade de queda de um corpo mantinha na maior parte de sua trajetória uma velocidade
constante.
Resposta: Aristóteles
Questão 3: Em queda livre todos os corpos independente de sua massa atingem o solo ao mesmo tempo.
Quando estes forem soltos de uma mesma altura ao mesmo tempo.
Resposta: Galileu Galilei
Questão 4: A velocidade de um corpo em queda dependia de seu peso. Corpos mais pesados caem com
velocidade maior que os corpos mais leves.
Resposta: Aristóteles
Questão 5: Comprovou que a velocidade de um objeto em queda livre varia uniformemente.
Resposta: Galileu Galilei
Questão 6: De acordo com a história utilizou o plano inclinado para comprovar que a velocidade dos
corpos em queda livre aumenta gradativamente, ou seja, sofrem acréscimos constantes de velocidade.
Resposta: galileu galilei
7) (UFSM-RS) Se a resistência do ar for nula e o módulo da aceleração da gravidade for de 10 m/s2 , uma
gota de chuva, caindo de uma altura de 500 m, a partir do repouso, atingirá o solo com uma velocidade de
módulo, em m/s, de:
Escolha uma:
a. 0,1
b. 100000
c. 100
d. 1000
e. 10
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Se uma pena e um elefante forem largados de uma mesma altura ao mesmo tempo quem chegará
primeiro ao solo? Pense.....
Faça você uma demonstração de queda livre. Para isso pegue duas folha de papel, com uma faça uma
bolinha e a outra mantenha normal.
Solte as duas da mesma altura e ao mesmo tempo. Quem chegou primeiro ao solo?
Agora faça uma bolinha com a outra folha também e em seguida solte as duas bolinha de papel da mesma
altura ao mesmo tempo. Quem chegou primeiro ao solo?
Pense......
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2. Contextualização
Dois corpos soltos de uma mesma altura ao mesmo tempo e com pesos diferentes experimentam a mesma
aceleração?
Aristóteles utilizou-se da doutrina dos quatro elementos - Terra, água, ar e fogo. Uma vez que cada elemento
possui seu lugar próprio. O lugar do elemento Terra (sólido) fica em baixo. Sendo assim, objetos sólidos, como
uma pedra quando solta de certa altura tende naturalmente dirigir-se para baixo, centro da terra.
Para Aristóteles os objetos com maior massa deveriam cair com maior velocidade em relação a objetos com
menor massa. Ele também acreditava que não existia em nenhum ponto do universo o vácuo, ou seja, a
ausência de matéria.
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Galileu Galilei refutou a hipótese de Aristóteles sobre a queda dos corpos.
Conta a história que Galileu realizou vários experimentos na Torre de Piza, onde deixava cair vários objetos
de pesos diferentes e comparou sua quedas. Foi a partir destas experiências que Galileu comprovou que
um objeto com o dobro de peso que outro não caía mais rápido que o de menor peso. Quando
desprezado a resistência do ar os dois objetos de pesos diferentes quando soltos de uma mesma altura ao
mesmo tempo caíam juntos e atingiam o solo ao mesmo tempo.
Mas foi utilizando um plano inclinado e um relógio de água (Clepsidra), como cronometro que Galileu
comprovou sua hipótese e pode estabelecer a lei de queda dos corpos: A velocidade dos corpos em queda
livre é proporcional ao tempo de queda. Para tal hipótese é necessário desprezar os efeitos provocados
pela resistência do ar.
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Assista a um vídeo para reforçar seu aprendizado: https://youtu.be/tfOFoSYCNpg
Fonte: Canal da Física. Exibição autorizada por Ueslei Reis
Cruzadinha de contextualização
Palavra-cruzada: Completa as palavras cruzadas, em seguida, clique em "Verificar" para verificar sua
resposta. Se você está em dúvida, você pode clicar em "Pista"para obter uma letra. Clique num número na
grade para ver a pista ou pistas para esse número.
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3. Investigação
Este simulador permitirá que você analise a relação que existe entre a queda de um corpo em vários
planetas diferentes.
Simulação queda livre: http://gt-mre.ufsc.br/mod/url/view.php?id=606
Acesse o link relatório para responder e enviar as questões relacionadas ao simulador de queda livre.
Tarefa:
Relatório sobre a simulação
1 passo
Para o cilindro escolha o material ouro.
2 passo
Escolha a posição do pino o número 9.
3 passo
Clique sobre o cilindro de ouro para que ele fique na posição correta que é sobre o pino.
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4 passo
Agora solte o cilindro clicando sobre o pino.
5 passo
Observe o tempo do último cronômetro, que é o tempo de queda do cilindro.
6 passo
Crie uma tabela para anotar o tempo de queda do cilindro para cada planeta.
7 passo
Explique porque o tempo de queda do cilindro é diferente para cada planeta?
4. Investigação 2
Seja bem vindo a etapa investigação 2
Utilizando a Experimentação Remota “Plano Inclinado” no link, você poderá colocar em prática seus
conhecimentos sobre Queda Livre dos Corpos.
Instruções para utilizar o experimento remoto "Plano Inclinado"
Passo 1.
Coloque o ângulo em -20º no experimento e click em enviar.
Passo 2.
Agora que a esfera já esta presa coloque o ângulo em 90º e click em enviar depois em soltar.
Passo 3.
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Observe na página do experimento os dados da tabela do experimento em relação ao tempo e distancias
percorrida. Anote estes dados ou importe os mesmos pois você vai precisar deles para responder as
questões no relatório 1.
Distância: d(cm)
10
20
30
40
50
Tempo: t(ms)
Tabela 1. Dados da distancia e do tempo fornecido pelo experimento.
Passo 4.
Para utilizar o experimento acesse o link deste e utilize as informações acima para praticar no plano
inclinado.
Passo 5.
Anote também os dados da tabela 1 ou faça o download da mesma.
Passo 6
Agora clique no link relatório 1 e responda as questões propostas.
Link para Experimento Remoto Plano Inclinado: http://relle.ufsc.br/labs/7#
Relatório sobre o experimento
Com a utilização do experimento remoto "Plano Inclinado" responda as questões abaixo e envie suas
respostas.
1)
Agora é se preparar para soltar a esfera clique em soltar e observe a esfera caindo. A cada posição de
10 cm da régua o tempo será cronometrado e enviado para a tabela na tela do experimento.
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a) Copie ou faça o download desta tabela em seu relatório.
b) Com estes dados construa um gráfico da posição em relação ao tempo.
c) Explique o que representa a reta do gráfico.
d) Calcule a velocidade para cada posição ( 10, 20, 30, 40 e 50).
e) Construa um gráfico da velocidade em relação ao tempo.
f) Faça uma análise do gráfico v x t.
5. Discussão
Vamos discutir?
O movimento de queda livre ocorre no vácuo, a trajetória é retilínea e a aceleração constante chamada
aceleração gravitacional. Trata-se, portanto de um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) e
ocorre sempre no eixo vertical.
Por que a coisas caem? O campo gravitacional da Terra que faz os objetos seja atraído em sua direção. Esse
campo preenche todo o espaço ao redor do planeta e nos mantém sobre ele. Se não houvesse um campo
gravitacional suficientemente forte, a atmosfera se dispersaria pelo espaço.
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Observe os quadrinhos do Garfield e discuta no fórum abaixo com seus colegas.
Fórum para discussão
Observe os quadrinhos do Garfield e discuta as questões abaixo com seus colegas no fórum.
Quais planetas do Sistema Solar poderiam ser escolhidos pelo Garfield para "perder" peso?
A resposta que o Garfield deu ao John nesta tirinha está fisicamente correta? Justifique?
6. Conclusão
E ai, o que você aprendeu?
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Por que Galileu é considerado por muitos o pai da ciência moderna?
Na primeira etapa do curso você realizou uma demonstração com duas folhas de papel. Refaça esta
demonstração, incluindo um caderno com as duas folhas e com base no que você aprendeu até o
momento responda através de um vídeo.
a) Explique: o que acontece quando você solta às duas folhas da mesma altura ao mesmo tempo na
horizontal?
b) Explique: o que acontece quando você solta a folha na horizontal e o seu caderno?
c) Explique: o que acontece quando você solta agora uma das folhas amassadas e a outra não?
d) Explique: o que acontece quando você solta a folha amassada e seu caderno?
e) Em todos os testes os objetos chegaram juntos ao chão? Por quê?
As suas respostas no primeiro momento lá na orientação foram iguais as resposta na etapa conclusão? Por
quê?
Não se esqueça de enviar o seu trabalho no link vídeo.
Criando seu vídeo
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Na primeira etapa do curso você realizou uma demonstração com duas folhas de papel. Refaça esta
demonstração e com base no que você aprendeu até o momento responda:
a) Explique: o que acontece quando você solta às duas folhas da mesma altura ao mesmo tempo na
horizontal?
b) Explique: o que acontece quando você solta a folha na horizontal e o seu caderno?
c) Explique: o que acontece quando você solta agora uma das folhas amassadas e a outra não?
d) Explique: o que acontece quando você solta a folha amassada e seu caderno?
e) Em todos os testes os objetos chegaram juntos ao chão? Por quê?
As suas respostas no primeiro momento lá na orientação foram iguais as resposta na etapa conclusão? Por
quê?
Para verificar se suas concepções sobre o assunto foram modificadas e concluir o curso, responda o
questionário abaixo.
Questionário Final
1) (Unicenp-PR) Durante suas férias, um professor de Física observou, em sua chácara, duas maçãs caindo
de uma mesma altura de uma árvore. Ao medir as massas das duas frutas, obteve valores diferentes e
passou a redigir um relatório sobre o acontecimento.
Desconsiderando a resistência do ar, o relatório do professor poderia conter a seguinte informação:
Escolha uma:
a. Ambas as maçãs chegam juntas ao solo.
b. A maçã de maior massa chegou antes que a outra ao solo.
c. A maçã de menor massa chegou antes que a outra ao solo.
d. A maçã de maior massa fica sujeita a uma maior aceleração.
e. O tempo de queda das maçãs independe do valor da aceleração gravitacional.
2)(AEU-DF) O movimento de um corpo em queda livre após ter sido abandonado de uma determinada
altura é:
Escolha uma:
a. parabólico uniforme
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b. circular uniforme.
c. retilíneo uniforme.
d. uniformemente acelerado.
e. circularmente variado.
3) (UFMT) Galileu, na torre de Pisa, fez cair vários corpos pequenos, com o objetivo de estudar as leis do
movimento dos corpos em queda. A respeito dessa experiência, julgue os itens, desprezando-se os efeitos
do ar.
I. A aceleração do movimento era a mesma para todos os corpos.
II. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo horizontal no mesmo instante que o
mais leve.
III. Se dois corpo eram soltos juntos. o mais pesado chegava ao solo horizontal com velocidade escalar
maior que a do mais leve.
Escolha uma:
a. Somente as afirmações I e III estão corretas.
b. Todas estão corretas.
c. Somente a afirmação I está correta.
d. Somente as afirmações I e II estão corretas.
e. Somente as afirmações II e III estão corretas.
4)(PUC-MG) Dois corpos de pesos diferentes são abandonados no mesmo instante de uma mesma altura.
Desconsiderando-se a resistência do ar, é CORRETO afirmar:
Escolha uma:
a. O corpo de maior peso chegará primeiro ao solo.
b. O corpo de menor volume chegará primeiro ao solo.
c. Os dois corpos terão a mesma velocidade a cada instante, mas com acelerações diferentes.
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d. Os corpos cairão com a mesma aceleração e suas velocidades serão iguais entre si a cada instante.
5) [[1]] comprovou corpos em queda livre independem de sua [[6]], ou seja, quando soltos num mesmo
instante da mesma altura atingem o solo em tempos [[8]]. E que a velocidade de um corpo em queda livre
[[2]] gradativamente, argumentado que esses corpos sofrem acréscimos [[5]] de velocidade, isto é, a [[3]] é
proporcional ao [[7]]. Sendo assim ele associou a queda livre dos corpos com uma [[4]] constante.
Refutando as idéias de [[9]].
Opção1: Galileu Galilei
Opção2: aumenta
Opção3: velocidade
Opção4: aceleração
Opção5: constante
Opção6: massa
Opção7: tempo
Opção8: iguais
Opção9: Aristóteles
6) Com base nos seus conhecimentos relacione as afirmações com as opções ao lado.
Questão 1: Afirmava que os corpos mais pesados caíam porque tinham que ocupar seu lugar natural que
era a terra.
Resposta: Aristóteles
Questão 2: A velocidade de queda de um corpo mantinha na maior parte de sua trajetória uma velocidade
constante.
Resposta: Aristóteles
Questão 3: Em queda livre todos os corpos independente de sua massa atingem o solo ao mesmo tempo.
Quando estes forem soltos de uma mesma altura ao mesmo tempo.
Resposta: Galileu Galilei
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Questão 4: A velocidade de um corpo em queda dependia de seu peso. Corpos mais pesados caem com
velocidade maior que os corpos mais leves.
Resposta: Aristóteles
Questão 5: Comprovou que a velocidade de um objeto em queda livre varia uniformemente.
Resposta: Galileu Galilei
Questão 6: De acordo com a história utilizou o plano inclinado para comprovar que a velocidade dos
corpos em queda livre aumenta gradativamente, ou seja, sofrem acréscimos constantes de velocidade.
Resposta: galileu galilei
7) (UFSM-RS) Se a resistência do ar for nula e o módulo da aceleração da gravidade for de 10 m/s2 , uma
gota de chuva, caindo de uma altura de 500 m, a partir do repouso, atingirá o solo com uma velocidade de
módulo, em m/s, de:
Escolha uma:
a. 0,1
b. 100000
c. 100
d. 1000
e. 10