Projete um experimento para comparar alcance e tempo de voo de duas petecas: A (mA = 0,020 kg, A_A = 0,010 m²…

Questão

Projete um experimento para comparar alcance e tempo de voo de duas petecas: A (mA = 0,020 kg, A_A = 0,010 m², C_d ˜ 1,0) com penas e B (mB = 0,030 kg, A_B = 0,008 m², C_d ˜ 0,6) improvisada. Considere ?_ar = 1,2 kg/m³ e g = 10 m/s². Descreva procedimentos, medições necessárias e explique, com fórmulas, como massa, arrasto e energia cinética E_k = 1/2 m v² influenciam alcance e estabilidade.

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

Resposta esperada

Procedimento: medir m, A e C_d (estimado) e filmar lançamentos para obter v0 e ângulo ?; medir tempo de voo t e alcance R. Fórmulas úteis: E_k = 1/2 m v0²; alcance sem arrasto R0 = v0²·sin(2?)/g; força de arrasto F_d ˜ 1/2·?·C_d·A·v² e desaceleração a_d = F_d/m. Interpretação: para mesmo v0 e ?, maior C_d ou A aumenta F_d reduzindo v durante o voo e diminuindo R; maior massa m reduz a desaceleração a_d = F_d/m, tendendo a aumentar alcance e estabilidade, mas massa maior pode reduzir v0 entregue pela mão (medir). Experimento: lançar cada peteca =10 vezes com mesma técnica, calcular médias de R e t, estimar perda de energia ?E = E_k - m·g·(?h) e comparar efeitos do arrasto usando F_d e a_d para explicar diferenças.

Explicação

A resposta apresenta um procedimento claro e detalhado, incluindo medições necessárias e fórmulas relevantes que permitem a análise do impacto da massa, arrasto e energia cinética no alcance e estabilidade das petecas. A interpretação dos resultados é fundamentada em princípios físicos, mostrando como cada variável influencia o desempenho do objeto em voo. Além disso, a proposta de realizar múltiplos lançamentos e calcular médias garante a confiabilidade dos dados obtidos, permitindo uma comparação efetiva entre as duas petecas.

Raio-X da questão

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