Descreva um experimento utilizável em aula que empregue o acelerômetro de um smartphone para medir a…

Questão

Descreva um experimento utilizável em aula que empregue o acelerômetro de um smartphone para medir a aceleração centrípeta de uma parceira durante um giro de salão. Inclua procedimento, dados a coletar, cálculos com fórmulas em SI, exemplo numérico e critérios de segurança.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Resposta modelo (sequência): 1) Objetivo e equipamento: smartphone com app de acelerômetro, cronômetro/metronomo, fita métrica, parceiro de apoio e tapete antiderrapante. 2) Procedimento: fixar o smartphone na cintura da parceira (raio r medido ao eixo de rotação, ex.: r = 0,60 m). Selecionar uma música e definir número de batidas para um giro (ex.: 4 batidas a 120 BPM). Registrar aceleração radial com o app durante o giro e anotar tempo total. 3) Dados a coletar: BPM da música, N batidas do giro, r (m), registro do acelerômetro (m/s²) e tempo medido. 4) Cálculos: determinar T = N·(60/BPM) s; ? = 2p/T (rad/s); v = ?·r (m/s); a_c = v²/r (m/s²). Exemplo numérico: BPM=120, N=4 ? T=4·0,5=2,0 s; ?=2p/2,0=p rad/s; para r=0,60 m ? v=p·0,60˜1,885 m/s; a_c = v²/r ˜ (1,885²)/0,60 ˜ 5,93 m/s². Comparar a_c com g=10 m/s² e estimar coeficiente de atrito mínimo µ_min = a_c/g ˜ 0,593 para evitar deslize. 5) Processamento de dados e segurança: filtrar componentes gravitacionais (subtrair g na medida vertical), calcular média de várias repetições e estimar incertezas; limitar rotações iniciais, usar suporte do líder e piso antiderrapante; não exceder acelerações que causem desconforto (>0,7·g). Relacione resultados com estratégias de ensino: ajuste de ritmo (BPM) para reduzir ?, variação de r (postura/gestos) para controlar v e a_c, e uso de feedback do sensor para a autoavaliação dos pares.

Explicação

A descrição do experimento é clara e detalha todos os passos necessários para a realização da atividade, incluindo a definição dos equipamentos e os procedimentos a serem seguidos. Os cálculos apresentados são fundamentados em fórmulas físicas relevantes, permitindo que os alunos compreendam a relação entre os dados coletados e a aceleração centrípeta. Além disso, a inclusão de critérios de segurança demonstra a preocupação com o bem-estar dos participantes, essencial em atividades práticas.

Raio-X da questão

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