Física - Projéteis, Lançamento Oblíquo

Projéteis, Lançamento Oblíquo

Objetivos

1) Conceituar um movimento oblíquo, analisando as variáveis físicas envolvidas;

2) Estimar o alcance de um projétil, a partir de noções de cinemática e mecânica.

Sequência da Atividade

Explique ou retome com os alunos os tópicos envolvendo o lançamento oblíquo.

Lembre que lançamento de foguetes e de projéteis são algumas das aplicações do tema.

É importante compreender que o movimento de um objeto sujeito a esse tipo de trajetória (parabólica) e sob ação da gravidade é resultante de uma composição que envolve a atuação da força peso. Um resumo do assunto, incluindo o trato físico e matemático dado, pode ser visto em Movimentos de Projéteis.

Nesta aula, iremos utilizar um simulador que permite estudar as variáveis envolvidas num lançamento de projétil. O aplicativo traz um pequeno canhão que pode ter seu ângulo de tiro operado pelo usuário, bem como algumas grandezas: velocidade de tiro, massa do objeto, diâmetro do objeto, etc. Um painel mostra os resultados de alcance, altura máxima e tempo de trajeto.

Para esta aula, o simulador que usaremos está disponível em Universidade do Colorado (Escolha “Movimento de Projéteis” no menu, vai rodar em Java).

Mostre o simulador para os alunos e indique quais grandezas podem ser alteradas.

Usando a configuração inicial do aplicativo, efetue vários tiros mudando o objeto lançado: bala de canhão, carro, pessoa, etc. Discuta com eles porque a trajetória praticamente não se altera (sem resistência do ar).

Agora coloque a resistência do ar no software e verifique o que ocorre. Dependendo do objeto, a trajetória vai mudar. Peça para eles elaborarem uma explicação para isso.

Agora, efetue alguns tiros mudando apenas o ângulo de lançamento.

Peça que eles respondam: qual deveria ser o ângulo para obter o maior alcance? Por que isso acontece?

Outras questões que podem ser dadas para uma tarefa de exploração, a ser feita pelos alunos:

a) Atire mudando a massa do objeto (projétil). O que ocorre? Por quê?

b) Atire mudando a velocidade inicial de disparo. O que ocorre? Por quê?

c) Teste a equação geral do movimento (teórica), observando os valores de alcance, altura e tempo que aparecem no software. Perceba que a equação vale só para movimento com resistência do ar desprezível.

d) Qual deveria ser o alcance de uma bola de tênis lançada sem resistência do ar a 60º com v=18 m/s? Quanto tempo ela leva para atingir o solo?

Como complemento, veja a análise detalhada do movimento e de seu gráfico de representação Lançamento oblíquo.

Como avaliação final, você pode pedir aos alunos pesquisas sobre as aplicações do tema no lançamento de naves e satélites, além dos estudos básicos e que envolvem também a solução de testes de vestibular sobre o tópico, bem comum nos livros didáticos.

Para saber mais

• Aplicativo - Jogo de Basquete.
• Física na Escola - Como fazer um foguete PET.

Referências

• Universidade do Colorado - Simulações Interativas
• ALVARENGA ,B.; MÁXIMO A. Curso de Física. São Paulo: Scipione, 2005.
• PUCCI, Luis Fábio S. Espaço, o último desafio. São Paulo: Devon, 1997.
• GLEISER, M.; PUCCI, L.F.; BELTRAN, D.; NUTI, S. Game Operação Cosmos. REDALGO, 2009.