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A redação deve articular partes das letras dessas músicas com as discussões
estabelecidas nos três grupos.
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 5
AVALIANDO SITUAÇÕES DE EQUILÍBRIO ESTÁTICO
Páginas 31 - 34
3. Os diagramas devem ser semelhantes a estes:
Fmão Fel
Dinamômetro Suporte
Fel Peso
Peso do dinamômetro
4. O gráfico deve ser semelhante a esse:
F(N) Curva característica de calibração do dinamômetro
Elongação x (m)
Na curva de calibração a força em função da massa deve ser relacionada com a
elongação da mola. A equação deve corresponder à Lei de Hooke: F = k . x.
5. Resposta pessoal, depende do peso do estojo.
6. Resposta pessoal, depende do atrito do caderno com a superfície.
7. O diagrama de forças é imprescindível para a discussão do “peso aparente” que o
objeto passará a ter ao ser imerso na água, que será indicado pelo dinamômetro. O
surgimento da força de empuxo precisa ser evidenciado para se contrapor à ideia de
que os objetos são mais leves dentro da água. O peso do objeto não varia. A
discussão sobre o equilíbrio em fluidos deve ser sistematizada, utilizando análise por
diagramas de forças, leis de Newton, do movimento e a concepção de empuxo. O
estudo do empuxo pode ser explorado a partir do peso do líquido deslocado (no
entanto, o entendimento físico do empuxo necessita do aprofundamento do conceito
de pressão e de seu gradiente num líquido sob ação do campo gravitacional).
Força no dinamômetro Força no dinamômetro
Empuxo
Fora da água Dentro da água
Peso Peso
Dentro ou fora da água o peso não se altera, apenas a força exercida pelo
dinamômetro, quando o objeto é imerso na água ou qualquer outro fluido, a força de
sustentação nesse caso exercida pelo dinamômetro passa a ser chamado peso aparente.
Páginas 35 - 36
1. Alternativa e. O peso do caminhão é a soma das medidas nas balanças.
2.
a) A constante elástica pode ser obtida pela Lei de Hooke, sendo nesse caso
determinado o valor de k = 10 N/m.
b) A massa é de 0,5 kg (correspondente ao peso de 5 N).
c) Pode-se calcular o trabalho pela diferença da energia potencial elástica nas duas
configurações: E = 1,25 J – 0,45 J = 0,8 J.
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 6
O TORQUE EM SITUAÇÕES DE EQUILÍBRIO
Páginas 37 - 40
1. A balança permanece em equilíbrio. Trata-se do equilíbrio do torque utilizando
forças iguais a distâncias iguais, produzindo torques cuja resultante é zero.
2. Continua em equilíbrio, em todos os casos. O importante é que o aluno perceba que
em qualquer distância adotada, desde que sejam massas iguais e distâncias iguais,
ocorrerá uma situação de equilíbrio de rotação.
3. A balança pende para o lado em que a distância é maior. Trata-se de situação em que
não há equilíbrio. Como as forças peso são iguais, mas as distâncias são diferentes,
os torques não se anulam e a balança penderá para o lado que tem maior torque,
aquele cuja distância ao centro for maior.
4. A balança pende para o lado em que a massa é maior. Trata-se de situação em que
não há equilíbrio. Como as distâncias são iguais, mas as forças peso são diferentes,
os torques não se anulam e a balança penderá para o lado que tem maior torque,
aquele cuja força peso é maior.
5. A balança fica em equilíbrio, o aumento da massa foi balanceado pela diminuição da
distância, permanecendo em equilíbrio. Trata-se de situação em equilíbrio de rotação,
com forças peso e distâncias cujo torque resultante é nulo. Nelas, os alunos são
direcionados a relacionar a massa com a distância. Essa relação será fundamental
para o entendimento da concepção de momento de uma força, a ser explorado no
diagrama de forças.
6. A balança fica em equilíbrio, o produto da massa pela distância de um lado é igual à
soma dos mesmos produtos do outro lado. Assim, as massas balanceadas pelas
distâncias em ambos os lados resultam em torques iguais, permanecendo em
equilíbrio.
7. O essencial é a construção dos diagramas de força, com a indicação das distâncias.
Você deverá explorar o conceito de momento de uma força, mostrando que os
produtos da força por distância são iguais nos dois lados da balança nos casos em que
há equilíbrio, e são diferentes nos casos em que não há equilíbrio.
|------d1--------|----d2------| Permanece em equilíbrio se d1.F1 = d2. F2
F1 F2
|------d1--------|--d2----| Não permanece em equilíbrio se d1.F1 > d2. F2
F1 F2
8. Neste item o essencial é que os alunos apresentem o conceito de momento de uma
força, explicitando que, em situações de equilíbrio, a soma de todos os momentos em
cada um dos dois lados da balança é igual. O relatório deve ser entendido como um
exercício da habilidade de organizar e apresentar os procedimentos científicos na
forma de linguagem escrita. Neste momento, não deve ser avaliado com o rigor que
um relatório científico deve ter em relação à precisão de medidas, propagação de
erros ou normas. Devemos observar se o objetivo está claro para o aluno, se o
procedimento realizado está devidamente caracterizado com explicações que
possibilitem ao leitor a reprodução do experimento, se os dados são apresentados de
forma organizada e se o aluno consegue determinar uma regra que promova
equilíbrio de rotação na balança de braços. Caso você entenda que não há tempo
suficiente para a elaboração do relatório durante a aula, o aluno poderá realizá-lo
como atividade extraclasse. Neste caso, estipule o prazo de entrega numa das
próximas aulas, a seu critério, sem prejuízo à atividade.
Páginas 41 - 42
1. Quanto mais distante da dobradiça, mais fácil fechar a porta e, quanto mais próxima
mais difícil fechar. Quanto maior a força, mais fácil fechar a porta. Quanto mais
perpendicular à porta, mais fácil, quanto mais próximo ao plano paralelo,à superfície
da porta mais difícil.
2. Não, pois nesses casos a força necessária para abri-la ou fechá-la seria maior; o
melhor lugar é próximo à extremidade oposta à dobradiça, onde seria mais fácil abrir
ou fechar a porta.
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1. Alternativa b. Nessa situação temos o peso da massa M (PM) aplicado à distância de
0,4 m do apoio e o peso da barra (Pb) aplicado a 0,5 m do apoio. Assim, se PM . 0,4
fosse maior que Pb . 0,5, a barra se desequilibraria e cairia dos apoios. Dessa forma, a
resposta que apresenta a maior massa que manteria a barra em equilíbrio corresponde
à alternativa b) 10 kg.
|-----0,4 ----|---------0,5------| Permanece em equilíbrio: 0,4.PM = 0,5. Pb
PM Pb
|----0,4---|--------0,5-----| Não permanece em equilíbrio: 0,4.PM > 0,5. Pb
PM Pb
2. Como no avião há duas rodas traseiras e apenas uma roda dianteira, para que ocorra
equilíbrio de rotação em relação ao CG, os momentos de ambos os lados devem ser
iguais. Para isso, a igualdade MD . 16 = 2 . MT . 4 deve ser satisfeita, ou seja,
MT = 2. MD, o que corresponde à resposta apresentada na alternativa c) MD = 18 e
MT = 36.
SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 7
AMPLIAÇÃO DE FORÇAS: AUMENTANDO O DESLOCAMENTO
NA REALIZAÇÃO DE TRABALHO
Páginas 44 - 46
1. Utiliza-se uma chave de fenda, que tem um eixo mais grosso na empunhadura e mais
fino na ponta em que fica o parafuso.
2. Se a moto for pequena, é possível se a pessoa for muito forte no entanto,
se a moto for grande não conseguirá sozinha, só com a ajuda da rampa, já que a
pessoa deverá realizar uma força pouco maior que o peso da moto (entre 1 500 e
4 000 Newtons) e deslocá-la diretamente na vertical por uma distância de cerca de
1metro, o que só pessoas bem fortes conseguem.Com a rampa, a força necessária
será menor, já que a distância percorrida será maior, pois não será diretamente na
vertical, dependerá da inclinação da rampa; quanto mais suave a inclinação, maior a
distância para subir 1 metro e, portanto, menor a força necessária.
3. Sim, pois a rampa diminui a força que é necessária para levar a moto para cima, pois
ela vai subindo devagar, inclinada, aumentando a distância e facilitando levar a moto
para cima. Dessa forma, consegue-se realizar tarefas que antes não seriam possíveis,
amplificando nossa força.
4. Assim a pessoa usa uma força menor, mas tem de aumentar o número de vezes que
puxa as correntes da talha. Para diminuir a força, é preciso aumentar o número de
vezes que puxa a corrente.
5. Sim, usando-se roldanas móveis, a força necessária para mover algo diminui. Para
erguer um motor de um carro utilizando uma talha com roldanas móveis, vários
metros de corrente devem ser puxados para que o motor suba apenas alguns
centímetros. Ou seja, a amplificação da força é obtida à custa de uma troca: aplica-se
uma força menor (do que a que seria necessária sem o uso da talha) por uma
distância maior.
6. Como a distância do cabo até o apoio é maior que a distância da ponta do alicate até
o apoio, a força aplicada no cabo é menor que a força na ponta; assim, fazemos uma
força menor no cabo do que a força que é feita na ponta do alicate.
7. As imagens apresentadas devem ser classificadas nas seguintes categorias:
I – Planos inclinados: figura do elefante; escada.
II – Alavancas: gangorra; alicate; tesoura; carrinho de mão.
III – Rodas e eixos: chave de fenda e torneira; figura do poço; volante de direção;
maçaneta da porta.
IV – Roldanas: figura do equipamento de ginástica.
Saiba mais!
Páginas 46 - 47
1. Para aumentar a força aplicada em sua extremidade, como uma alavanca.
2. Para a pessoa realizar uma força menor para girar a chave, como numa chave de
fenda, o percurso executado pela parte mais larga da chave (roda) é maior que o
realizado pelo eixo assim, a força aplicada é menor na parte externa da chave.
3. Para a pessoa realizar uma força menor na empunhadura para girar a chave, o
percurso executado pela parte mais larga da chave (roda) é maior que o realizado
pelo eixo; assim, a força aplicada pela pessoa é menor que a força aplicada ao
parafuso, ou seja, amplifica nossa força.
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