Nos laboratórios de física, para efectuar o estudo dos movimentos rectilíneos, recorre-se à calha de ar que permite suprimir praticamente todos os atritos.
É feita de um perfilado em alumínio com secção recta em forma de quadrado. Uma compressor injecta ar na calha cuja parte superior se encontra perfurada com vários orifícios. Os carrinhos colocados sobre a calha estão suspensos e deslocam-se sem atrito. Os detectores de passagem (células fotoeléctricas) controlam um cronómetro electrónico. A aplicação simula este mecanismo que é também utilizado para estudar colisões a uma dimensão.
A aplicação:
O botão [Iniciar] permite lançar o carrinho sem velocidade inicial na abcissa x = 50 cm. Para alterar a posição dos detectores de passagem coloque o cursor do rato sobre a imagem do detector e faça deslizar o rato.
Movimento uniforme.
O carrinho está ligado por um fio a uma massa que cai em queda livre; o carrinho é lançado (curva a azul) e momentos depois (curva a vermelho), o fio é cortado com uma chama. O carrinho deixa de estar submetido a qualquer tipo de força.
O que se constata?
Verifique que, alterando a posição dos detectores, a velocidade é constante.
NOTA: Depois de cortado o fio, a aplicação poderá não ser muito realista, mas permite visualizar a diferença entre o movimento da massa e o do carrinho.
Movimento uniformemente acelerado
O
carrinho está ligado por um fio a uma massa que cai em queda livre.
O carrinho é lançado da abcissa x = 50 cm. Mostre que, alterando
a posição dos detectores, o carrinho (e a massa) têm uma aceleração
constante. Determine o seu valor.
Nota:
Se se colocar o primeiro detector na abcissa x = 50 cm (velocidade
inicial é zero), é possível constatar que a relação x = 1/2. g
.t2 é mal verificada. Tal deve-se aos erros de arredondamento
impostos pela representação gráfica.
(são necessários cerca de 3/100 de segundo para que o carrinho passe o primeiro pixel)
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010
