Departamento de Matemática e Ciências Experimentais
Física e Química A – 11.º Ano
Atividade Prático-Laboratorial – AL 1.3 Física
Assunto: Salto para a piscina
Fundamento teórico da experiência
Quando saltas para a piscina, descreves uma
trajetória no referencial Oxy, que é um ramo de parábola
[FIG. 1]. Começas por correr na prancha, à saída da
qual se localiza a posição inicial, de modo que efetuas
o salto com velocidade inicial diferente de zero


( v 0  0 ). Depois, atinges um determinado alcance na
piscina, ou seja, atinges uma abcissa máxima (x) que
se relaciona com a posição e velocidades iniciais.
O movimento associado ao "salto para a piscina"
pode explicar-se pela sobreposição de dois movimentos:
 um movimento retilíneo e uniforme, na direção
horizontal, no qual o valor da velocidade inicial

( v 0 ) se mantém constante;
 um movimento retilíneo uniformemente acelerado, na direção vertical, cujo valor da aceleração

( g ) se mantém constante.
O que acontece com o "salto para a piscina" também ocorre no
movimento de qualquer objeto ou projétil, quando é lançado horizontalmente
nas proximidades da superfície da Terra. A [FIG. 2] ilustra a trajetória de um
projétil que é lançado horizontalmente da altura h, com uma velocidade inicial
v 0  0 atingindo o alcance x.
As leis do movimento do projétil permitem relacionar o valor da
velocidade de lançamento horizontal (v0) com o alcance (x).
1 2

h  gt
2

x  v 0 t

(1)
(2)
sendo t o tempo de voo do projétil.
Explicita-se o valor de t na equação (2): t 
x
e substitui-se na equação (1):
v0
h
1 x2
g
2 v 02
Resolvendo a equação em ordem a x, obtém-se:
x
2h
.v 0
g
1
Durante a experiência, obtêm-se valores do alcance x e da velocidade de saída v0, poderá construirse um gráfico que traduz a relação entre as duas variáveis.
O declive do segmento de reta (do gráfico) obtido é numericamente, igual ao valor da constante
2h
.
g
Atividade prático-laboratorial
Material e equipamento necessários:
 Esfera metálica para servir de projétil
 Folha de papel branco
 Célula fotoelétrica ligada ao computador
 Folha de papel químico
 Suporte
 Calha
 Fita métrica
 Craveira
Montagem experimental:
Sugerem-se as seguintes etapas:
1. Mede e regista o diâmetro da esfera: D = ________
2. Mede a altura da queda: h = ________
3. Determina a vertical no ponto de lançamento da esfera com um fio-de-prumo. Marca a posição da
extremidade inferior do fio, com uma marca no chão.
4. Coloca algumas folhas de papel liso no chão presas com fita-cola, sobrepondo-as com outras de
papel químico, com o objetivo de obter o ponto no qual a esfera embate no solo.
5. Coloca o sensor de passagem à saída da calha, no ponto de lançamento da esfera e na
configuração do programa Data Studio introduz o comprimento do objeto.
6. Abandona a esfera do ponto A do plano inclinado.
7. Realiza pelo menos três ensaios (para minimizar erros experimentais) e faz variar a altura h’.
8. Regista os resultados na tabela seguinte.
2
Tabela de resultados
Ensaio
Altura do plano
h’ (m)
v0
-1
(m s )
< v0 >
-1
(m s )
Alcance
xmáx (m)
< xmáx >
(m)
1
2
0,25
3
1
2
0,30
3
1
2
0,35
3
1
2
0,40
3
1. Exploração de resultados (apenas para o lançamento com altura h’ = 0,25 m)
1.1. Determina a velocidade de lançamento horizontal da esfera com base na conservação da
energia mecânica durante o seu percurso na calha.
1.2. Com o valor da altura, h e o valor médio do alcance, determina analiticamente o valor da

velocidade inicial, v 0 , de lançamento horizontal da esfera.
1.3. Compara os valores das velocidades de lançamento obtidas em 1.1. e 1.2., com o valor dado
pelo sensor e aponta razões válidas para a diferença.
1.4. Calcula analiticamente o intervalo de tempo que a esfera demora a ir de C até ao solo.
2.
Continuação da exploração de resultados
2.1. Obtém na calculadora ou no programa Excel, o gráfico de dispersão do alcance em função da
velocidade. Partindo da opção de estatística determina a equação da linha que melhor se ajusta
ao conjunto de pontos experimentais. Que conclusões retiras?
2.2. Calcula a incerteza relativa do valor previsto e o valor experimental de
2h
. A diferença entre
g
esses valores como pode ser interpretada?
2.3. Qual seria a velocidade de saída da esfera se o alcance fosse 0,80 m? E de que altura teria sido
abandonada a esfera?
2.4. Face aos resultados obtidos, que considerações devemos ter em conta na construção dum
escorrega e nas dimensões duma piscina para existirem condições de segurança?
Prof. Luís Perna
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