Composição de movimentos 2
(Experimentos 1 e 2)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Experimento 1

Objetivo- Relatividade das trajetórias e deslocamentos na translação

Material- Prancheta com tubo de acrílico, bloquinho de madeira (ponto), cordéis e pitões.

Montagem

Procedimento
Os dois cordéis (c,d), paralelos, presos ao tubo de acrílico, passam por pitões (que funcionam como roldanas) e juntam-se no anel A (arruela). Puxando-se por esse anel A têm-se a translação vertical do tubo, em relação à prancheta. Esse é o movimento denominado de arrastamento. A velocidade com que o tubo sobre é a velocidade de arrastamento (V_arr.)

O pequeno cilindro vermelho (B) que se encontra dentro do tubo e que simula o ponto material cujo deslocamento e trajetória é o alvo de estudo, está preso à prancheta mediante um cordel (a) de um lado e ao cordel (b) pelo outro. Esse cordel (b) passa por uma pequena polia e sustenta o contra-peso que mantém ambos os cordéis (a,b) tensos.
Puxando-se por esse cordel (a), o bloquinho translada dentro do tubo. Esse é o movimento denominado de relativo. A velocidade com que o bloquinho se desloca em relação ao tubo é a velocidade relativa (V_rel.).
Eis alguns detalhes da montagem:

Puxando-se por A, e estando o bloquinho B á direita do tubo, o tubo translada em relação á prancheta (deslocamento de arrastamento) enquanto que o bloquinho translada em relação ao tubo (deslocamento relativo).  

Os deslocamentos do bloquinho em relação à prancheta (deslocamento absoluto) serão,em cada instante, a soma vetorial dos deslocamentos de arrastamento com os deslocamentos relativos. 

Dr_abs. = Dr_arr. + Dr_rel.           

 Com uma folha de papel branco preso á prancheta podemos, na prática em sala de aula, marcar tais deslocamentos e, na própria folha, efetuar a soma vetorial.
Ainda nessa fase, podemos marcar ponto a ponto as posições do bloquinho no tubo (use caneta hidrográfica) e na folha de papel, de modo que, ao final se tenham as trajetórias relativa e absoluta.

Esse painel, de construção muito simples, é altamente recomendado como auxiliar do professor.

Veja fotos na Feira de Ciências Virtual.

Experimento 2

Objetivo- Relatividade das trajetórias -- translação e rotação.

Material- A mesma prancheta do experimento 1. Agora, o tubo de acrílico deve ser encaixado no eixo.

Montagem 

Uma pequena braçadeira plástica colocada no extremo direito do tubo é encaixada num pino preso á prancheta (eixo); pela outra extremidade o tubo apóia-se sobre um parafuso, ficando horizontal. Um cordel (e) é fixado no extremo esquerdo do tubo, passa por um pitão e prende-se a uma arruela B'. O bloquinho (B), dentro do tubo, segue a montagem do experimento 1.

Procedimento 
Ao se puxar a arruela B', o tubo gira em torno do eixo, enquanto que o bloquinho translada no interior do tubo.

O movimento de arrastamento é agora uma rotação (movimento do tubo ao redor do eixo) enquanto que o movimento do bloquinho, em relação ao tubo, continua a ser uma translação.

No papel (ou cartão) preso na prancheta marcam-se, ponto a ponto, as posições do bloquinho (isso fornecerá a trajetória absoluta) para os sucessivos deslocamentos dados na arruela B'.
Que trajetória é essa? 
Colocando-se as hipóteses iniciais de que ambos os movimentos (rotação e translação) são uniformes, dá para equacionar essa trajetória? 
Experimente!

Como pode ser observado na ilustração abaixo, uma mesma prancheta pode ser usada para ambos os experimentos. Vale a pena sua construção e, para isso bastam:
uma tábua envernizada de (60 x 60 x 1)cm dotada de pés de madeira e alça para transporte, 4 pitões de argolas, 1 pequena polia, 2 arruelas, 1 pequeno cilindro de madeira, 2 parafusos e um tubo de acrílico (ou plástico transparente) de 40cm de comprimento e diâmetro com cerca de 2cm (o suficiente para o cilindro de madeira deslizar folgadamente dentro dele).

Veja fotos na Feira de Ciências Virtual