Estudo da influência do ar no movimento de queda dos corpos: uma comparação entre a previsão teórica e os dados experimentais usando o Tracker

Abstract

Esse artigo descreve uma proposta de atividade prática para a graduação, envolvendo um estudo teórico-experimental sobre a influência do ar no movimento de queda dos corpos. Para isso, analisou-se a dinâmica do movimento de objetos esféricos em queda vertical no ar, considerando-se a força de arrasto, apreciando-se a relação entre um intervalo de tempo característico e o comportamento da velocidade e da aceleração, comparando-se a previsão do modelo teórico com os dados experimentais. Para a obtenção dos dados, realizou-se um ensaio utilizando-se de filmagem da queda com aparelho celular e posterior tratamento com o Tracker. Os resultados apontaram que o movimento de queda de um corpo esférico de isopor com diâmetro da ordem de dois centímetros serviria ao propósito, permitindo verificar-se a presença do arrasto inercial e a tendência a uma velocidade limite em uma queda inferior a três metros, em acordo com as previsões teóricas. Além disso, verificou-se não haver correlação entre o módulo da velocidade inicial com a magnitude da velocidade terminal, implicando que a transição ocorrida do regime viscoso para o inercial, nos primeiros instantes, não afetaria o comportamento da velocidade nos instantes seguintes. Palavras-chave: Ensino de Física, queda no ar, velocidade terminal, força de arrasto, resistência do ar, viscosidade.

Possibilidades Para Ensinar Conceitos De Força De Arrasto Em Meio Fluído Líquido

“…A descrição de uma abordagem teórica da queda vertical no ar com força de arrasto inercial, pode ser descrita com base em alguns modelos teóricos que podem ser consultados nas referências (ROSSINI, 2020;NUSSENZVEIG, 2013;BATCHELOR, 2020), este conteúdo de física, em geral é tradado em livros de mecânica dos fluidos em cursos mais avançados (BATCHELOR, 2020;ACHESON, 1990).…”

Determinação do módulo de elasticidade de Young por meio de um smartphone

“…Enfim, admitindo-se que qualquer equipamento empregado no auxílio do processo ensino-aprendizagem seja um recurso didático [36], o smartphone elenca-se como elemento muito importante, agregando diversas funções muitoúteis, como cronômetro, câmera digital, armazenamento e compartilhamento de dados, leitura de textos, e ainda a flexibilidade para instalação de diversos aplicativos [37]. Isto exemplifica como o telefone celular revela vasto espectro de potencialidades a serem exploradas por docentes e estudantes [38]. Some-se a isto que atividades lúdicas favorecem a aprendizagem, e a popularidade, a facilidade com a qual os jovens utilizam as mais diversas funções do aparelho, e encontramse mais incentivos para o emprego deste dispositivo tão versátil [39,40].…”