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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 (Varr.)
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 (Vrel.).
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.
Drabs.
= Drarr.
+ Drrel.
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
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