Proponha um procedimento experimental para determinar o valor da aceleração da gravidade g usando um pêndulo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Proponha um procedimento experimental para determinar o valor da aceleração da gravidade g usando um pêndulo simples. Descreva os instrumentos, as medições a realizar, como tratar os dados para obter g numericamente e como estimar e justificar a incerteza experimental e possíveis fontes de erro sistemático.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Procedimento modelo: montar um pêndulo de pequeno ângulo (?<5°) com fio de comprimento L medido com régua (incerteza u_L) e massa presa; medir tempo de N oscilações repetidas várias vezes para cada L e obter período médio T = t/N com incerteza tipo A u_T (desvio padrão/vn). Repetir para 4–6 comprimentos L. Usar relação T² = (4p²/g)·L; plotar T² vs L e obter a inclinação S por regressão linear. Calcular g = 4p² / S. Estimar incerteza de g a partir da incerteza da inclinação: u(g) = g·u(S)/S. Discutir fontes de erro sistemático: ângulo grande (violação da aproximação linear), resistência do ar, atrito no ponto de apoio, imprecisão na medição de L ou do tempo; justificar confiabilidade comparando g obtido com valor padrão (~9,8 m/s²) e indicando melhorias (aumentar número de oscilações, usar sensor de tempo eletrônico, reduzir ângulo).
Explicação
O procedimento descrito utiliza um pêndulo simples para medir a aceleração da gravidade de forma precisa, aplicando conceitos de física como o período de oscilação e a relação entre T² e L. A abordagem estatística para calcular a média e a incerteza permite uma análise rigorosa dos dados experimentais, enquanto a identificação de fontes de erro sistemático demonstra uma compreensão crítica das limitações do experimento. A comparação com o valor padrão de g reforça a validade dos resultados e sugere melhorias para aumentar a precisão da medição.
Raio-X da questão
aceleração da gravidade
avaliacao
movimento oscilatório · leis de Newton
Revisar conceitos de pêndulo simples e incertezas experimentais.
O aluno pode descrever um experimento, mas não considerar a importância da incerteza experimental e das fontes de erro sistemático.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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