Experimentação
1.Período de rotação da Terra
A Terra gira em torno do seu eixo em aproximadamente 24h. Um ponto fixo sobre a Terra realiza um movimento circular e uniforme em relação a estrelas "fixas". Em relação a nós, igualmente sobre a Terra, o ponto está parado! Mas podemos notar a rotação da Terra, pois vivenciamos a seqüência dia e noite a cada dia.
Quando o Sol estiver exatamente a pino, não é possível observar qualquer sombra do cilindro no solo. Inicie nessa situação a medição do intervalo de tempo. No dia seguinte, exatamente nas mesmas condições de sombra, termine a medição do intervalo de tempo. Deve dar aproximadamente 24h. 2. Medição de velocidade angular
Conte inicialmente o número de voltas que a roda consegue dar antes de diminuir muito a velocidade por causa de atritos no eixo. Se a roda girar mais que 10 vezes sem alterar muito a velocidade, podemos medir o intervalo de tempo correspondente a 5 voltas e depois dividir por 5 para obter o período da rotação. (O número de voltas pode ser alterado). 1) Calcule o tempo total médio e o seu desvio (correspondente ao número de voltas escolhido). Obtido o tempo total médio, divida pelo número de voltas tanto o tempo como o desvio. (Assim, você só calcula as divisões uma vez)! 2) Dado o período médio 3) Calcule a velocidade angular dos 3 ponteiros de um relógio analógico, o de horas, o de minutos e o de segundos em rad/s. Compare com a da roda da bicicleta. 4) Usando a mesma roda, vamos agora obter como a velocidade angular varia com o tempo. Para isso, marque a hora exata em que os períodos começam a ser medidos. Faça medidas a cada 2 voltas (por exemplo) e a cada 5 minutos, por exemplo. Se a roda parar logo, mude para um intervalo menor. Construa a tabela abaixo, usando os períodos medidos por vários alunos, por exemplo 5 alunos.
T = valor médio dos períodos medidos. 5) Faça agora um gráfico 6) Em algum trecho, 7) Analise o gráfico do item anterior, identifique trechos com movimento uniforme e acelerado. Observe se houver material suficiente: Escolha duas rodas que girem livremente (sem ruído e freadas), uma pesada e outra leve. Faça as duas girarem. A roda mais pesada é mais difícil de fazer rodar. Fazemos um esforço maior. Mas qual das duas gira por mais tempo? Veja o que é inércia. Demonstrações1. Um satélite geoestacionário gira em relação a um referencial com origem no centro da Terra, numa órbita circular, cujo raio é de 36km. Calcule a velocidade escalar do satélite em km/h. 2. A Terra gira em torno de um eixo que a atravessa. Um ponto sobre a Terra realiza um movimento circular uniforme com período de um dia. Calcule a velocidade escalar desse ponto em km/h. O raio da Terra é de aproximadamente 6.400km. (6.378km no Equador). 3. Use um abajur só com a lâmpada e um globo para simular o movimento da translação da Terra ao redor do Sol. O movimento é praticamente circular e uniforme e o Sol ocupa praticamente o centro. 4. Construa um papa-vento e pinte uma extremidade. Siga o movimento dessa marca enquanto o papa-vento gira. 5. Construir um relógio solar. O Sol nasce no leste e se põe no oeste. Os outros pontos cardeais são obtidos estendendo a mão direita para o leste, à sua frente fica o norte e às suas costas fica o sul. Vamos construir um relógio solar usando a rotação da Terra. A sombra de um ponteiro indica as horas sobre um mostrador. Use um plano inclinado com frente para o norte e uma haste fixa paralela ao plano, a uma altura conveniente. Marque a sombra da haste sobre o plano a cada hora exata. Confira a marcação em outros dias.
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