Proponha um procedimento experimental, realizável em ambiente escolar durante a brincadeira coletiva de pular…

Questão

Proponha um procedimento experimental, realizável em ambiente escolar durante a brincadeira coletiva de pular corda, para estimar a aceleração da gravidade g. Descreva medições, fórmulas (use g = ? m/s² como resultado) e cuidados de segurança.

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

Resposta esperada

Procedimento modelo: 1) Materiais: smartphone para filmar (60 fps se possível), fita métrica ou marcação na parede, superfície macia, cronômetro secundário. 2) Medições: filmar uma criança saltando com corda; determine em vídeo o tempo de voo T (intervalo entre desapego do solo e novo contato) para N saltos e calcule T_média. Com o mesmo vídeo ou uma marca na parede meça a altura máxima h do centro de massa relativo ao ponto de decolagem (pode estimar pela diferença entre ponta do sapato no solo e no ponto mais alto). 3) Fórmulas: relações do movimento vertical: T = 2 v0/g e h = v0²/(2 g). Eliminando v0 obtém-se g = 8 h / T². Use médias e repetições para reduzir erro. 4) Exemplo: se T_média = 0,80 s e h = 0,20 m, g = 8·0,20/0,80² = 1,6/0,64 = 2,5 m/s² (valor exemplo; na prática h e T devem ser medidos com precisão). 5) Cuidados: usar superfície macia, supervisão de adulto, não exagerar altura do salto, repetir medidas e indicar incertezas (desvio padrão de T e erro de medição de h). 6) Análise: discutir fontes de erro (medição de h, ângulo de filmagem, resistência do ar) e calcular incerteza percentual. (Use h em metros, T em s; fórmulas com unidades SI).

Explicação

O procedimento proposto utiliza a filmagem para obter dados precisos sobre o tempo de voo e a altura máxima, permitindo calcular a aceleração da gravidade de forma experimental. A aplicação das fórmulas de movimento vertical e a eliminação da velocidade inicial garantem que a relação entre altura e tempo seja utilizada de maneira eficaz para determinar g. Além disso, os cuidados de segurança e a análise de erros asseguram a validade e a confiabilidade dos resultados obtidos.

Raio-X da questão

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