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POLO 31 – Juazeiro do Norte
RAMON MARCELO HENRIQUE DE OLIVEIRA
MANUAL DE PRÁTICAS EXPERIMENTOS COM A APLICAÇÃO DO SOFTWARE
TRACKER
Juazeiro do Norte – CE
Junho, 2018.
2
Sumário 1 O TRACKER ........................................................................................................................... 3
2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA ...................................................................................................... 4
2.1 Estrutura da sequência didática ........................................................................................ 5
3 EXPERIEMNTOS SOBRE SISTEMA DE REFERENCIAL E TRAJETORIA: Aro em
movimento) ................................................................................................................................. 6
3.1 Descrição do experimento ................................................................................................ 6
3.2 Objetivo ............................................................................................................................ 6
3.3 Materiais e ferramentas utilizadas .................................................................................... 7
3.4 Montagem do experimento ............................................................................................... 7
3.5 Roteiro da Prática ............................................................................................................. 9
3.5.1 EXPERIMENTO: Aro em movimento.................................................................... 10
4 EXPERIMENTO DO PLANO INCLINADO ....................................................................... 12
4.1 Descrição do experimento .............................................................................................. 12
4.2 Objetivo .......................................................................................................................... 13
4.3 Materiais e ferramentas utilizadas .................................................................................. 13
4.4 Montagem do experimento ............................................................................................. 14
4.5 Roteiro da prática............................................................................................................ 15
4.5.1 EXPERIMENTO: Plano inclinado .......................................................................... 15
5 EXPERIMENTO DA QUEDA DE UMA PARTÍCULA ..................................................... 17
5.1 Descrição do experimento .............................................................................................. 17
5.2 Objetivo .......................................................................................................................... 17
5.3 Materiais e ferramentas utilizadas .................................................................................. 18
5.4 Montagem dos experimentos .......................................................................................... 19
5.5 Roteiro da prática............................................................................................................ 20
5.5.1 Experimento IV: Queda de uma partícula ............................................................... 21
5.5.2 Experimento V: Queda de uma partícula com um paraquedas ............................... 21
5.5.3 Experimento IV: Queda de uma partícula x Experimento V: Queda de uma
partícula com um paraquedas ........................................................................................... 21
6 EXPERIMENTOS DE LANÇAMENTO OBLÍQUO .......................................................... 24
6.1 Descrição do experimento .............................................................................................. 24
6.2 Objetivos ......................................................................................................................... 25
6.3 Materiais e ferramentas utilizada .................................................................................... 25
6.4 Montagem do experimento ............................................................................................. 26
6.5 Roteiro da Pratica ........................................................................................................... 29
6.5.1 Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma partícula ....................................... 29
6.5.2 Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma haste de PVC ............................... 30
3
1 O TRACKER
O TRACKER©1 é um software de rastreamento como tantos outros que surge como uma
alternativa ao uso de equipamentos de bancada que usam sensores para detectar o movimento
de um móvel em uma trajetória especifica ao contrário dos softwares de rastreamento que são
capazes de rastrear qualquer trajetória, bastando, para isso, que se faça um vídeo de
deslocamento do móvel. Ou seja, trata-se de uma ferramenta muito versátil e de extrema
importância no ensino de física. Pois, é possível abordar conteúdos diversos, dentre os quais,
vamos citar os que aqui serão tratados.
Analisamos conceitos físicos no estuda da cinemática através dos experimentos de
referencial e trajetória, deslocamento de um corpo em um plano inclinado, queda livre, queda
de um corpo com paraquedas e o lançamento oblíquo de um projétil e de uma haste. Essa análise
é feita com o software TRACKER, e para isso é necessário que se faça um vídeo, onde é preciso
que a câmera utilizada filme a uma taxa de pelo menos 120fps para que o software rastreie o
corpo sem problemas de deformação da imagem do corpo que está em movimento.
A aplicação do software nos experimentos citados acima, serão demonstradas em Vídeo
Aula de Execução dos Experimentos (VAEE) que capacitará o docente na manipulação dos
recursos desse software, tornando-o capaz de realizar futuras experiências. Os VAEE se
encontram no site2.
1 http://physlets.org/tracker/ 2 http://videoanalisenoensinodefisica/fisica
4
2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA
Caro professor, a sequência de aplicação desse material alternativo para o ensino
aprendizagem da física é composto de etapas que foram pensadas com o objetivo de despertar
no discente o interesse em participar das aulas de física. Nesse sentido, propomos um trabalho
em sala de aula que explora desde vídeos de experimentos a serem trabalhados com o software
de rastreamento a vídeos de curiosidades do dia-a-dia e de modalidades olímpicas que serão
trabalhados com objetivos específicos. Abaixo, descriminamos nossa proposta de
implementação didática na forma de uma sequência didática subdividida em etapas:
Etapa 01 – Na primeira aula, conduziremos uma reflexão acerca de alguns fenômenos
referentes ao tema em estudo através dos VDC01, vídeos para discussões conceituais
01, com o fim de estimular uma discussão reflexiva acerca do conceito em análise. E
assim, poderes perceber o entendimento dos discentes, seus conhecimentos prévios,
sobre o tema e verificar seu estimulo em querer frequentar as aulas de física. Em seguida
será aplicado um pré-teste, com o objetivo de verificar, analisar qualitativamente, suas
concepções iniciais acerca do tema que nos forneça dados relevantes que influencie na
forma da abordagem da teoria física em questão;
Etapa 02 – Na segunda e terceira aula conduzimos a aplicação de um software de
rastreamento aplicado a experimentos simples em simultâneo com a descrição teórica
dos conceitos que o explicam. Com isso, potencializamos uma discussão com elementos
obtidos a partir da análise dos dados fornecidos pelo software. Para isso, siga os passos
específicos para execução de cada experimento que estão detalhados nos VAEE e em
seguida aplique os roteiros das práticas que se encontram nos capítulos 3, 4, 5 e 6 deste
manual;
Etapa 03 – Durante a quarta aula, após análise dos experimentos propostos executados
pelo docente, o entendimento conceitual do discente será explorado a partir do início de
outra discussão. Mas, agora com alguma interferência norteadora, onde o docente irá
alimentar e conduzir a discussão fomentando a curiosidade do discente a partir da
observação dos VDC02, vídeos para discussões conceituais 02, onde os discentes serão
instruídos a construir uma planilha eletrônica, com os modelos teóricos apresentados na
etapa anterior, e aplicá-la na análise dos dados fornecidos nesses vídeos.
Etapa 04 – Na quinta aula os alunos serão divididos em equipes e vão propor o vídeo
analise de algum fenômeno de seu dia-a-dia e o apresentará para o resto da turma. Nessa
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etapa verificaremos as mudanças conceituais dos discentes que será feita de forma
qualitativa a partir da aplicação de um pós-teste.
2.1 Estrutura da sequência didática
Para uma melhor compreensão das etapas de nossa sequencia didática procuramos
organizá-la estruturalmente da melhor forma possível em uma tabela, ver tabela 1,
descriminando seu tempo de aplicação, o material a ser utilizado, as atividades desenvolvidas,
propostas e o objetivo geral que nos motivou a desenvolver esse método pedagógico de ensino
aprendizagem.
Tabela 1 - Estrutura da Sequência Didática.
Etapa Tempo de
aplicação
Material
utilizado Atividade Objetivo geral
1º 2 aula de 45
min.
Data show;
Notebook;
Site ou slides do
site;
VDC01.
Aplicação do VDC01.
Fazer com que o discente recorde de
conteúdos estudados no 9º ano e ou
fazer com que ele contextualize
cientificamente fenômenos observados
em seu dia-a-dia.
Aplicação do pré-teste. Verificar as concepções iniciais dos
discentes.
2º
3 aulas de
45 min
cada.
Data show;
Notebook;
Site ou slides do
site;
Software
TRACKER;
Quadro Branco;
Pincel;
Apagador;
Experimentos
de baixo custo.
Execução dos
experimentos
concomitante a
explanação da teoria.
Elevar a compreensão dos discentes de
conceitos físicos.
3º 3 aula de 45
min.
Data show;
Notebook;
Site ou slides do
site;
Sala de
informática;
VDC02.
Aplicação do VDC02 e
desenvolvimento das
planilhas eletrônicas.
Desenvolver a habilidade de
interpretação e a aplicação de modelos
matemáticos no entendimento de
fenômenos físicos.
4º 3 aula de 45
min
Data show;
Notebook;
Site ou slides do
site;
Quadro Branco;
Pincel;
Apagador;
Experimentos
de baixo custo.
Apresentação dos alunos
Verificar como o aluno expressa
verbalmente seu entendimento
conceitual dos conteúdos tratados nas
aulas anteriores.
Aplicação do pós-teste Verificar se houve mudança no
entendimento conceitual dos discentes.
Fonte: própria autoria, 2018.
6
3 EXPERIEMNTOS SOBRE SISTEMA DE REFERENCIAL E TRAJETORIA: Aro
em movimento)
No dia a dia dos alunos eles percebem movimentos diversos e mal se dão conta de que
se trata de movimentos de mesma natureza e que podem ser descritos pelas mesmas relações
matemáticas. Quando se discuti a ideia de movimento percebemos uma grande dificuldade, dos
discentes, em determinadas situações em classificar o estado em que um corpo se encontra.
Nesse sentido propomos 2 (dois) tipos de experimentos onde essas situações serão
descritas e tratadas ao longo desta prática experimental.
Experimento I
Aro de pneu de bicicleta em repouso em
relação ao sistema de referencial.
Figura D.3.0: Aro de pneu de bicicleta em
repouso em relação ao sistema de referencial.
Fonte: própria autoria, 2018.
Experimento II
Aro de pneu de bicicleta em movimento em
relação ao sistema de referencial.
Figura D.3.1: Aro de pneu de bicicleta em
movimento em relação ao sistema de referencial.
Fonte: própria autoria, 2018.
3.1 Descrição do experimento
Vamos evidenciar e discutir a importância da escolha do referencial no estudo do
movimento de um corpo. Pois, sua trajetória dependerá exclusivamente do referencial
escolhido. Vamos analisar a trajetória de 3 (três) pontos sobre o aro a partir de referenciais
diferentes.
3.2 Objetivo
Desenvolver a capacidade de investigação física: observar, classificar, organizar e
sistematizar;
Fazer hipóteses e testar;
7
Compreender os conceitos de repouso, movimento e trajetória, e perceber sua
relatividade;
3.3 Materiais e ferramentas utilizadas
Os materiais e ferramentas necessários para a construção dos experimentos bem como
os materiais que nos auxiliaram na realização da prática experimental, desenvolvida e proposta
nesse manual, estão descriminados abaixo.
1 (um) aro de pneu de
bicicleta.
1 (um) suporte para
fixação do celular.
1 (um) celular com a
função câmera lenta de
120fps.
3 (três) esfera de
plástico.
1(um) 1m de arame.
1 (um) cano PVC de 60
mm com 0,50 m de
comprimento.
1 (um) Cano PVC de 40
mm com 0,50 m de
comprimento.
1 (uma) conexão do
tipo T de PVC de 40
mm.
1 (uma) conexão do tipo
joelho de PVC de 40
mm.
1 (um) ferro de solda.
3.4 Montagem do experimento
Montagem do equipamento necessário para a execução dos experimentos do aro em
movimento composto por 12 (doze) passos, com fotos de cada etapa seguida das instruções de
montagem.
8
Figura D.3.2: Material em PVC, aro de pneu de bicicleta e esferas de plástico.
Fonte: própria autoria, 2018.
Passo I
Fure uma esfera de plástico com um
ferro quente.
Passo II
Enrosque a esfera no eixo.
Passo III
Fixe outra esfera entre dois raios.
Passo IV
Fixe um arame partindo do cubo até o
aro e coloque uma esfera para deslizar
nesse arame.
Passo V
Aro de pneu de bicicleta
pronto.
Passo VI
Estrutura montada com o cano
de 0,30m, o cano de 0,50m, o tê
e com o joelho.
Passo VII
Faça um furo com um ferro quente
nessa posição na estrutura montada de
cano PVC.
Passo VII
Parafuse o eixo do aro do
pneu de bicicleta no furo
feito no cano.
Passo IX
Posicione a câmera no suporte
paralelamente a trajetória do aro.
Essa estrutura é para análise do
movimento de rotação.
Passo X
Retire o joelho do cano onde o eixo do
aro de pneu de bicicleta está
parafusado.
Passo XI
Ficamos apenas com o
cano de PVC de 0,60m
parafusado ao eixo do
pneu de bicicleta.
Passo XII
Posicione a câmera no suporte
paralelamente a trajetória do aro.
Essa estrutura é para análise do
movimento de translação e
rotação.
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3.5 Roteiro da Prática
Após ter montado o equipamento necessário para a execução do experimento siga as
instruções contidas no VAEE (vídeo aula de execução do experimento) referente aos
experimentos sobre Sistema de Referencial e Trajetória, onde detalhamos o uso do TRACKER.
Os VAEE se encontram no site http://videoanalisenoensinodefisica/fisica.
Procederemos a seguir de acordo com o roteiro da prática, constante no subtítulo 3.5.1
EXPERIMENTO: Aro em movimento, com a análise do movimento de 3 (três) partículas (P)
ligadas a um aro de pneu de bicicleta, ver figura D.3.3, a partir de 2 (dois) experimentos:
P1: Partícula azul;
P2: Partícula rosa;
P3: Partícula amarela.
Figura D.3.3: Aro com as partículas
Fonte: própria autoria, 2018.
Experimento I
Aro do pneu de bicicleta em movimento
de rotação.
EXPI-P1: Movimento de um ponto fixo
no eixo. Figura D.3.5.0: Análise do movimento da
partícula 1.
Fonte: própria autoria, 2018.
Experimento II
Aro do pneu de bicicleta em movimento de
rotação e translação.
EXPII-P1: Movimento de um ponto fixo
no eixo. Figura D.3.5.3: Análise do movimento da partícula
1.
Fonte: própria autoria, 2018.
10
EXPI-P2: Movimento de um ponto fixo
no aro. Figura D.3.5.1: Análise do movimento da
partícula 2.
Fonte: própria autoria, 2018.
EXPI-P3: Movimento de um ponto móvel
no raio. Figura D.3.5.2: Análise do movimento da
partícula 3.
Fonte: própria autoria, 2018.
EXPII-P2: Movimento de um ponto fixo
no aro. Figura D.3.5.4: Análise do movimento da partícula
2.
Fonte: própria autoria, 2018.
EXPII-P3: Movimento de um ponto móvel
no raio Figura D.3.5.5: Análise do movimento da partícula
3.
Fonte: própria autoria, 2018.
Durante a aula, proceda conforme as instruções Seção 3.5.1 que trata do experimento.
3.5.1 EXPERIMENTO: Aro em movimento
1ª Concomitante a execução dos experimentos EXPI-P1, EXPI-P2, EXPI-P3, EXPII-
P1, EXPII-P2 e EXPII-P3, faça uma explanação teórica dos conceitos de repouso, movimento,
referencial e trajetória;
2ª Chame a atenção dos discentes para a diferença nas trajetórias analisadas e discuta a
relevância da escolha do referencial para o estudo das características da trajetória. Para isso,
use os gráficos Y x X dos experimentos: EXPI-P1, EXPI-P2, EXPI-P3, EXPII-P1, EXPII-P2 e
EXPII-P3. Obtidos a partir da aplicação do TRACKER com os quais podemos observar as
diferentes trajetórias.
11
Anotações
12
4 EXPERIMENTO DO PLANO INCLINADO
Quando discutimos sobre a teoria do movimento é importante destacar sua praticidade
em se tratando da possibilidade de sua reprodução para estudo. E, é nesse contexto que vamos
tratar do movimento de queda de uma partícula com sua trajetória dada pela inclinação de um
plano. Ver figura D.4.0.
Experimento III
Plano inclinado
Figura D.4.0: Experimento do movimento de uma partícula sobre um plano inclinado.
Fonte: própria autoria, 2018.
4.1 Descrição do experimento
Nesse experimento propomos uma maneira de se analisar o movimento de queda de uma
partícula sob uma orientação determinada pelo ângulo de inclinação de uma superfície plana,
onde vamos discutir as características desse movimento que pode ser descrito, interpretado,
como sendo a composição de dois movimentos resultante da projeção da partícula sobre os
eixos X e Y. Para isso, vamos adotar um sistema de eixos coordenados cartesiano em relação ao
qual vamos estudar as características do deslocamento dessa partícula ao longo de sua trajetória.
E assim, concluiremos que a projeção da partícula sobre o eixo X e Y é dotada, respectivamente,
de movimento uniforme e movimento uniforme variado. Sendo assim, vamos demostrar o
13
porquê do movimento dessa partícula que ocorre na horizontal, no eixo X, ser classificado como
movimento uniforme e o outro que ocorre na vertical, no eixo Y, ser classificado como
movimento uniforme variado. E ainda, mostrar de maneira detalhada o significado dos gráficos
X x T, V x T, A x T e X x Y.
4.2 Objetivo
Desenvolver a capacidade de investigação física: observar, classificar, organizar e
sistematizar;
Fazer hipóteses e testar;
Compreender os conceitos de repouso, movimento e trajetória, e perceber sua
relatividade;
Dominar os conceitos de velocidade e aceleração;
Representar graficamente a velocidade, a aceleração e a posição, em função do tempo;
Entender o conceito de Função Horária;
Manipular as Funções Horárias;
Extrair dados de gráficos;
Reconhecer as características do movimento uniforme e uniformemente variado;
4.3 Materiais e ferramentas utilizadas
Os materiais e ferramentas necessários para a construção do experimento bem como os
materiais que nos auxiliaram na realização da prática experimental, desenvolvida e proposta
nesse manual, estão descriminados abaixo.
1 (um) cano PVC de 40
mm.
2 (dois) tapes.
2 (duas) ventosas.
1 (uma) esfera de
plástico.
1 (um) ferro de solda.
1 (um) Suporte para
câmera.
14
1 (uma) lixa.
1 (uma) Câmera.
1 (uma) Tinta vermelha.
1 (um) pincel.
4.4 Montagem do experimento
Mostramos abaixo como montar o equipamento necessário para a execução do
experimento, passo a passo, com fotos de cada etapa da montagem seguida de instruções de
montagem.
Figura D.4.1: Material de PVC, esferas de plástico e ventosas.
Fonte: própria autoria, 2018.
Passo I
Faça um furo com o
ferro de solda nas duas
extremidades do cano de
PVC de 40mm e 2m de
comprimento
Passo II
Fixe uma ventosa em
cada furo
Passo III
Fixe um tape em cada
extremidade do cano de PVC
de 40 mm
Passo IV
Lixe a esfera de
plástico antes de pintá-
la
Passo V
Pinte a esfera de
vermelho para facilitar a
captura da imagem no
vídeo que será analisado
com o software
TRACKER
Passo VI
Fixe com as ventosas o
cano de 2m na lousa,
inclinado com um
ângulo desejado e
coloque a esfera para
descer
Passo VII
Coloque a câmera paralela a
trajetória da partícula e
realize a filmagem
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4.5 Roteiro da prática
Exponha teoricamente que esse experimento trata da análise de um movimento de queda
com sua trajetória vinculada a um plano com um ângulo de inclinação que pode ser alterado.
Em seguida, proceda com a execução do experimento e aplicação do TRACKER como
demonstramos no VAEE (vídeo aula de execução do experimento) que se encontram no site
http://videoanalisenoensinodefisica/fisica. De posse dos dados obtidos com o TRACKER,
conduza uma análise do experimento a partir da análise desses dados e realize as explanações
teóricas seguindo as sugestões propostas abaixo.
4.5.1 EXPERIMENTO: Plano inclinado
Realize esse experimento com os ângulos de inclinação de 15°, 20° e 25°. Com os dados
desses três procedimentos discuta os resultados com os discentes enfatizando os seguintes
questionamentos:
Mostre qual é o tipo de movimento descrito pela projeção da partícula nos eixos X e Y;
Mostre matematicamente a relação entre o ângulo de inclinação do plano com a
aceleração adquirida pela partícula ao longo de sua trajetória;
Exponha os tipos de gráficos obtidos com TRACKER ao rastrear a partícula.
16
Anotações
17
5 EXPERIMENTO DA QUEDA DE UMA PARTÍCULA
Dentre os tipos de movimentos já discutidos conceitualmente nesse manual temos ainda
o estudo do movimento de queda, seja o movimento de queda livre ou sob a ação da resistência
do ar ou com o auxílio de um dispositivo que amenize seu deslocamento. Sendo assim,
definimos mais dois experimentos que compões nosso manual, são eles: Experimento IV: queda
de uma partícula e Experimento V: queda de uma partícula com um paraquedas.
Experimento IV
Queda de uma partícula
Figura D.5.0: Experimento da queda de uma
partícula;
Fonte: própria autoria, 2018.
Experimento V
Queda de uma partícula com um
paraquedas.
Figura D.5.1: Experimento da queda de uma
partícula com um paraquedas.
Fonte: própria autoria, 2018.
5.1 Descrição do experimento
Vamos estudar o movimento de um corpo em queda na direção vertical, única e
exclusivamente sob a ação do campo gravitacional da terra, a partir da análise de dois
experimentos. O primeiro experimento consiste, simplesmente, de soltarmos de uma altura
qualquer uma esfera de plástico e no segundo experimento vamos soltar essa esfera de uma
altura qualquer, mas com um paraquedas.
5.2 Objetivo
Desenvolver a capacidade de investigação física: observar, classificar, organizar e
sistematizar;
Fazer hipóteses e testar;
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Compreender os conceitos de repouso, movimento e trajetória, e perceber sua
relatividade;
Dominar os conceitos de velocidade e aceleração;
Representar graficamente a velocidade, a aceleração e a posição, em função do tempo;
Entender o conceito de Função Horária;
Manipular as Funções Horárias;
Extrair dados de gráficos;
Reconhecer as características do movimento uniformemente variado;
5.3 Materiais e ferramentas utilizadas
Os materiais e ferramentas necessários para a construção do experimento bem como os
materiais que nos auxiliaram na realização da prática experimental, desenvolvida e proposta
nesse manual, estão descriminados abaixo.
1 (um) sacola de
plástico
1 (um) barbante
(Linha de crochê).
1 (um) pincel.
1 (uma) lixa.
1 (um) ferro de solda.
1 (um) suporte para
câmera.
1 (uma) fita adesiva.
2 (duas) esfera de
plástico.
1 (uma) câmera.
1 (uma) tinta
vermelha.
19
5.4 Montagem dos experimentos
Mostramos abaixo como montar o equipamento necessário para a execução do
Experimento IV: Queda de uma partícula, passo a passo.
Figura D.5.2: Esfera de plástico.
Fonte: própria autoria, 2018.
Passo I
Lixe a esfera de
plástico antes de pintá-
la
Passo II
Pinte a esfera de vermelho
para facilitar a captura da
imagem no vídeo que será
analisado com o software
tracker
Passo III
Pronta para ser solta
de uma altura de
2,5m
Passo IV
Coloque a câmera
paralela a trajetória da
partícula e realize a
filmagem
A seguir, demonstramos como montar o equipamento necessário para a execução do
Experimento V: Queda de uma partícula com um paraquedas, passo a passo.
Figura D.5.3: Sacola plástica, barbante e uma esfera de plástico.
Fonte: própria autoria, 2018.
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Passo I
Lixe a esfera de
plástico antes de
pintá-la
Passo II
Pinte a esfera de
vermelho para
facilitar a captura da
imagem no vídeo que
será analisado com o
software TRACKER
Passo III
Recorte a sacola de
plástico no formato de
um octógono seguindo
os passos acima
Passo IV
Resultado do procedimento
de corte do plástico
realizada na
Passo V
Fixe os barbantes do
paraquedas no
octógono de plástico
com a fita adesiva
Passo VI
Fixe os barbantes do
paraquedas na esfera
de plástico com a fita
adesiva
Passo VII
Paraquedas pronto
para o experimento
Passo VIII
Coloque a câmera paralela
a trajetória da partícula e
realize a filmagem
5.5 Roteiro da prática
Após ter montado o equipamento necessário para a execução do experimento siga as
instruções contidas no VAEE (vídeo aula de execução do experimento) referente aos
experimentos de queda livre e queda com paraquedas onde detalhamos o uso do TRACKER.
A partir desses dois experimentos vamos procurar demonstraras características do
movimento de um corpo sob a ação da gravidade local. O primeiro trata da análise de um corpo
solto de uma certa altura sob a ação da gravidade e o segundo, também trata da análise de um
corpo solto de uma certa altura, mais com um dispositivo que aumenta o efeito da resistência
do ar durante sua queda.
Esses dois experimentos se complementam na explicação do fenômeno da influência da
resistência do ar, ou seja, nas características do movimento do corpo sob o efeito da aceleração
da gravidade. Mas, de início vamos, após a aplicação do TRACKER e de posse dos dados, fazer
uma análise das características desse movimento, em cada experimento por vez, de acordo com
os procedimentos propostos abaixo.
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5.5.1 Experimento IV: Queda de uma partícula
1º Verifique através dos dados obtidos com o TRACKER, qual é a aceleração da
gravidade local;
2º Utilizando os dados do TRACKER verifique a validade da teoria;
3º Solte pesos diferentes de uma mesma altura e com o auxílio do TRACKER, verifique
o que ocorre.
5.5.2 Experimento V: Queda de uma partícula com um paraquedas
1º Com os dados obtidos com o TRACKER mostre qual a aceleração adquirida pelo
corpo em queda com paraquedas;
2º Mostre para os discentes que as equações necessárias para descreve o movimento de
queda de um corpo, nessas condições necessitam de uma correção.
5.5.3 Experimento IV: Queda de uma partícula x Experimento V: Queda de uma partícula
com um paraquedas
Figura D.5.3:Experimento da queda de uma partícula X Experimento da queda de uma partícula com um
paraquedas.
Fonte: própria autoria, 2018.
22
1º Realize esses dois experimentos de forma simultânea e faça seu vídeo análise. De
posse dos dados, obtidos com o TRACKER, discuta-os com os discentes o que se verifica;
2º Vamos verificar se existe algum parâmetro característico do sistema, corpo
paraquedas, que esteja influência as características do movimento de queda do corpo. Para isso,
construa em sala paraquedas com dimensões variadas e repita o experimento, em seguida,
discuta os resultados até chegar no que a teoria demonstra.
23
Anotações
24
6 EXPERIMENTOS DE LANÇAMENTO OBLÍQUO
O tipo de movimento que exige uma bom entendimento de matemática é o Obliquo. Por
isso, a motivação para tratá-lo a partir de uma perspectiva experimental para que tenhamos
elementos que nos possibilite testar a teoria discutida em sala. Nesse sentido, idealizamos
equipamentos que nos auxilie nessa tarefa e que compõem os Experimento VI: Lançamento
obliquo de uma partícula e Experimento VII: lançamento obliquo de uma haste de PVC. Ver
figura D.6.0 e figura D.6.1, onde aplicamos o software TRACKER com o objetivo de analisar
as características da trajetória da partícula e da haste.
Experimento VI
Lançamento obliquo de uma partícula
Experimento VII
Lançamento obliquo de uma haste de PVC
Figura D.6.0: Experimento do lançamento
obliquo de uma partícula.
Fonte: própria autoria, 2018.
Figura D.6.1: Experimento do lançamento obliquo
de uma haste de PVC.
Fonte: própria autoria, 2018.
6.1 Descrição do experimento
Nesses experimentos destacaremos conceitos já tratados anteriormente que são muito
importantes para a compreensão do lançamento obliquo. No experimento VI vamos tratar da
composição do movimento, já discutido no experimento do plano inclinado onde sua trajetória
era uma reta, agora, vamos estudar as características do movimento no lançamento obliquo,
também estudado como sendo o resultado da composição de dois movimentos e que é
caracterizado por uma trajetória parabólica. No experimento VII vamos discutir os conceitos
25
de referencial e trajetória também já tratados nos experimentos sobre sistema de referencial e
trajetória.
6.2 Objetivos
Desenvolver a capacidade de investigação física: observar, classificar, organizar e
sistematizar;
Fazer hipóteses e testar;
Compreender os conceitos de repouso, movimento e trajetória, e perceber sua
relatividade;
Dominar os conceitos de velocidade e aceleração;
Representar graficamente a velocidade, a aceleração e a posição, em função do tempo;
Entender o conceito de Função Horária;
Manipular as Funções Horárias;
Extrair dados de gráficos;
Reconhecer as características do movimento uniforme e uniformemente variado;
6.3 Materiais e ferramentas utilizada
Os materiais e ferramentas necessários para a construção do experimento bem como os
materiais que nos auxiliaram na realização da prática experimental, desenvolvida e proposta
nesse manual, estão descriminados abaixo.
3 (três) elásticos
2 (duas) luva de PVC
de 40 mm.
2 (duas) luvas de PVC
de 40 mm.
1 (uma) lixa.
1 (um) ferro de solda.
1 (um) suporte para
câmera.
1 (uma) fita adesiva.
1 (uma) esfera de
plástico.
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1 (uma) câmera.
5 (cinco) tintas:
vermelha, rosa, preta,
amarela e verde.
1 (um) pincel.
1 (uma) ventosa.
1 (um) cano PVC de 40
mm, com 0,08 m de
comprimento
1 (um) cano PVC de 40
mm, com 0,04 m de
comprimento
1 (um) tape de PVC de
40 mm
4 (quatro) canos PVC
de 1/2" de 0,15 m de
comprimento
3 (três) luvas de PVC de
1/2"
2 (dois) tape de PVC de
1/2"
1 (um) canudo de caneta
6.4 Montagem do experimento
Mostramos abaixo como montar o equipamento necessário para a execução do
Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma partícula, passo a passo, com fotos de cada etapa
da montagem seguida de instruções de montagem.
Figura D.6.2: Material necessário para a construção do Lançador de projetil a ser utilizado no experimento:
Lançamento obliquo de uma partícula.
Fonte: própria autoria, 2018.
27
Passo I
Fure o tape no centro
com um ferro quente
Passo II
Recorte um disco com
o material do recipiente
de margarina
Passo III
Encaixe o disco no
interior do tape.
Passo IV
Fure o disco de forma
que o furo fique alinhado
com o furo do tape
Passo VI
Faça um rasgo na
extremidade de uma
das luvas de PVC de 40
mm
Passo VII
Encaixe o disco no
interior da luva de 40
mm
Passo VIII
Lixe as extremidades do
cano de PVC de 0,04m e
o de 0,08m
Passo IX
Encaixe o cano de PVC
de 0,04m na luva
Passo X
Na outra extremidade
do cano de PVC de
0,04m encaixe o tape
Passo XI
Com a caneta e as ligas
faça o dispositivo
interno de lançamento
Passo XII
A caneta deve ser
inserida no objeto da foto
do passo IX.
Passo XIII
Faça um furo no cano de
PVC de 0,08m com um
ferro quente e encaixe a
ventosa
Passo XIV
Faça quatro furos de
forma simétrica no
cano de PVC de 0,08m
Passo XV
Conecte o objeto do
passo XIII no objeto da
foto do passo XI.
Passo XVI
As extremidades das
ligas devem laçar a
ventosa para ficarem
fixas
Passo XVII
Coloque a outra luva de
PVC de 40mm na outra
extremidade da foto do
passo XV.
Passo XVIII
Faça um corte em um
pedaço de 0,04m de
cano de PVC de 40 mm
e corte-o ao meio.
Passo XIX
Fixe a o objeto da foto
do passo XVI ao objeto
da foto do passo XVII.
Passo XX
Fig.19 - Lixe a esfera de
plástico antes de pintá-la.
Passo XXI
Pinte a esfera de
vermelho para facilitar a
captura da imagem no
vídeo que será analisado
com o software Tracker.
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Passo XXI
Pronto para o
Lançamento.
Passo XXII
Fixe o lançador de
projetil na lousa da sala
de aula e proceda com
o lançamento
Passo XXIII
Coloque a câmera
paralela a trajetória da
partícula e realize a
filmagem.
Logo a seguir, Mostramos como montar o equipamento necessário para a execução do
Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma haste de PVC, passo a passo, com fotos de cada
etapa da montagem seguida de instruções de montagem.
Figura D.6.3: Material necessário para a construção da haste a ser utilizado no experimento: Lançamento
obliquo de uma haste de PVC.
Fonte: própria autoria, 2018.
Passo I
Fig.01 - Lixe as luvas
Passo II
Fig.02 - Pinte uma luva
de vermelho
Passo III
Fig.03 - Pinte uma luva
de verde
Passo IV
Fig.04 - Pinte uma luva de
roso
Passo V
Fig.06 - Lixe os tapes
Passo VI
Fig.07 - Pinte um tape de
amarelo
Passo VI
Fig.08 - Pinte um tape
de preto
Passo VII
Fig.09 - Monte a haste
29
Passo VIII
Fig.10 - Faça o
lançamento da haste de
forma que o movimento
de rotação seja o mais
lento possível
Passo IX
Fig.11 - Coloque a
câmera paralela a
trajetória da haste e
realize a filmagem
6.5 Roteiro da Pratica
Após ter montado o equipamento necessário para a execução do experimento siga as
instruções contidas no VAEE (vídeo aula de execução do experimento) referente aos
experimentos sobre o lançamento oblíquo de um projétil e de um corpo extenso onde
detalhamos o uso do TRACKER. Os VAEE, vídeo aula de execução do experimento, se
encontram no site http://videoanalisenoensinodefisica/fisica.
Em seguida, de posse dos dados do lançamento da partícula obtidos com o software
TRACKER, introduza o conteúdo relativo ao experimento em questão seguindo os passos
sugeridos abaixo.
6.5.1 Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma partícula
1º mostre para os alunos que ao estudarmos o movimento da partícula do ponto de
vista de sua projeção nos eixos X e Y, de acordo com os dados obtidos com o software de
rastreamento, concluiremos que a projeção da partícula no eixo X será dotada de um movimento
uniforme e a projeção da partícula no eixo Y será dotada de um movimento uniforme variado.
Exponha as equações e demonstre-as aplicando os dados obtidos com TRACKER.
2º execute 4 lançamentos com ângulos respectivamente de 30°, 45°, 60° e 90°. Após
proceder com a aplicação do TRACKER em cada lançamento, faça uma explanação da teoria
analisando os dados dos lançamentos e demostre os resultados das questões abaixo para os
discentes.
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Questões:
1ª. Qual é o ângulo de lançamento no qual a partícula atinge um maior alcance?
2ª. Em todos esses lançamentos podemos aplicar as mesmas equações?
3ª. Caso não tenhamos os dados de tempo é possível encontrar o valor da velocidade
inicial da partícula?
6.5.2 Experimentos VI: Lançamento obliquo de uma haste de PVC
Nesse experimento vamos analisar não mais o lançamento de uma partícula, mais sim,
de um corpo extenso, denominado de haste, um objeto construído de cano PVC.
Nosso objetivo é demonstrar qual é o ponto ideal, sobre a superfície da haste, que deve
ser rastreado pelo software para que possamos estudar o seu movimento.
Para isso, na condução dessa demonstração adote os passos sugeridos abaixo:
1º lance obliquamente a haste 5 vezes. Em cada lançamento selecione pontos distintos
sobre a haste a serem rastreados;
2º analise as suas trajetórias, nos gráficos X x Y, e assim conclua qual é o ponto ideal
a ser rastreado;
3º Discuta a relação do referencial com a trajetória dos pontos rastreados.
Questões:
De posse dos dados obtidos com o software TRACKER. Responda:
1º Qual é o ponto sobre a superfície da haste mais adequado que se deve rastrear seu
movimento para que possamos descrever as características do deslocamento da haste de PVC?
2º Quais as equações que podemos usar para descrever o movimento da haste de PVC?
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Anotações
