Cinética dos dominós - física i

Páginas: 5 (1011 palavras) Publicado: 27 de março de 2012
Cinemática dos Dominós
(Velocidade escalar média)
Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
Creio que todos já viram peças de dominó arrumadas, uma atrás da outra, formando longas filas. Os padrões --- desenhos, caminhos ---, por vezes, são bastante complicados. O tombamento começa quando se derruba a primeira delas. Cada peça, ao cair, bate na seguinte e a derruba... eassim a "perturbação" vai avançando.
*   Com que rapidez a "frente da perturbação" avança?
**  Com que rapidez cada peça derruba a seguinte?
*** Qual a velocidade máxima que se consegue para a "frente da perturbação" e para cada peça
     individualmente?
O desafio dessa atividade experimental é maximizar a velocidade para derrubar uma fila de 100 peças de dominó. Na montagem da fila, deve-seadotar um espaçamento uniforme entre as peças.
Para responder a essas perguntas e vencer o desafio, basta que o experimento seja repetido algumas vezes ou realizado simultaneamente por vários grupos de alunos.
Material
Trena, 
4 jogos de dominós (4 x 28 peças = 112 peças), 
cronômetro, papel, lápis e fita crepe.
Para cada grupo de alunos, os 4 jogos de dominó devem ser idênticos (mesmofabricante), mas os conjuntos podem ser diferentes de um grupo para outro. Se for possível conseguir dominós coloridos, adquira 3 caixas de uma mesma cor e 1 caixa de cor diferente. Dessa maneira, ao arrumar a fila, podemos usar um dos dominós de cor diferente para marcar cada décima peça, mas nesse caso é importante que todas as peças de um mesmo grupo de alunos, exceto pela cor, sejam idênticas(material, peso, comprimento, largura e espessura).
Preparando... e perguntando
Cada grupo de alunos deve montar sua fila (reta) de dominós com 100 peças. O espaçamento entre as peças deve ser uniforme e, além disso, deve ter uma medida tal que proporcione a obtenção da máxima velocidade de avanço ["frente da perturbação"] e da máxima velocidade de queda de cada peça individual.
Será que há algumarelação entre a distância do espaçamento comum entre dominós, o comprimento do dominó e a velocidade média da queda dos dominós?
Explicação básica
Para que possamos responder a essas questões, será necessário comparar os resultados dos diversos grupos de alunos, mas para que essa comparação seja possível devemos ter uma unidade padrão para indicar o espaçamento entre peças. Com essa unidadepadrão, o fato de os dominós dos diversos grupos terem ou não medidas iguais deixará de ser significativo, permitindo a comparação efetiva dos resultados. Mas como estabeleceremos essa unidade-padrão?
É simples: se o espaçamento entre peças for expresso em termos de Comprimentos de Dominó" [que designaremos por CD], grupos diferentes, com dominós diferentes dos demais, poderão comparar seus resultados.Definiremos o CD da seguinte maneira: tome a medida do espaçamento comum entre peças (em cm) e divida pelo comprimento da peça (também em cm).

Isso nos dará o espaçamento em Comprimentos de Dominó. Assim, o CD será uma medida relativa e, como tal, adimensional.
Vejamos um exemplo hipotético:
Grupo (A): espaçamento comum entre peças = 2 cm; comprimento da peça = 4 cm; então:
CD(a) = 2 cm/4cm = 0,5 CD
|
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Uma dica: é importante que, na montagem da fila, a distância comum entre peças não seja inferior a 0,1 CD nem superior a 0,9 CD.
Interpretando os resultados
A partir das informações acumuladas pelos vários grupos, já podemos, a esta altura, dar resposta à questão:
Que espaçamento permitirá a maior velocidade média?
Uma boa maneira de encaminhar objetivamente ainterpretação de resultados numéricos é a seguinte:
1. Organize os dados em uma tabela (que pode ser como essa, que sugerimos abaixo), para ser preenchida por cada grupo:

2. Construa um gráfico geral das velocidades médias obtidas (eixo de y) versus espaçamento (eixo de x),em comprimentos de dominó;
3. Explique a forma do gráfico (o esboço que mostramos abaixo é fruto de uma série de experimentos...
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