Guião para Produção de Animação Título: Efeito rotativo de uma força Tema do Programa: Cap. 1 – Em trânsito – Movimentos e forças Objectivos Pedagógicos: • Reconhecer que o efeito rotativo de uma força pode ser medido pelo momento da força. • Aplicar a expressão que permite calcular o momento da força. • Compreender os factores que fazem aumentar o efeito rotativo das forças. Descrição Resumida: Nesta animação, interactiva e com áudio associado, o utilizador poderá interagir com as situações representadas e por "clic" do rato despoletar a aplicação de uma força com efeito de rotação, podendo observar a representação dessa força e do respectivo braço. Estrutura da Animação: Ecrã 1 Secção A | 1.ª Cena Texto – Título da animação: Efeito rotativo de uma força Secção B | 1.ª (animação e áreas interactivas) − Fazer uma transição automática: fade-out da 1.ª cena e fade-in da 2.ª cena Ecrã 2 Secção A | 2.ª Cena Imagem IM.A1 Áudio A. A1: (Áudio inicial de apresentação do recurso): Texto T. A1: (Texto inicial de apresentação do recurso): A aplicação de forças nos corpos pode produzir movimento de rotação. O efeito rotativo de uma força pode ser medido pelo momento da força. A aplicação de forças nos corpos pode produzir movimento de rotação. O efeito rotativo de uma força pode ser medido pelo momento da força. Legenda do botão: Seguinte 2 Secção B | 2.ª (animação e áreas interactivas) − Accionado o botão “Seguinte” deverá ver-se um fade-out automático desta cena e fade-in da 3.ª cena. Quando o utilizador activa o botão “Seguinte”: Ecrã 3 Secção A | 3.ª Cena Imagem IM.A2 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: IM.A2 – A IM.A2 – B IM.A2 – C T.A2 – A T.A2 – B Áudio A.A2: Sempre que num corpo há um ponto ou eixo fixo a aplicação de uma força pode fazer rodar o corpo em torno desse ponto ou eixo. Sempre que isto se verifica diz-se que o corpo está a descrever um movimento de rotação. 121 São exemplos de movimentos de rotação o movimento da Terra sobre o seu eixo, o movimento das pás de um moinho e o movimento de rotação dos pneus de um automóvel. T.A2 – C Texto T.A2: − Legenda dos botões: Iniciar o movimento T.A2 – A: Movimento de rotação da Terra. T.A2 – B: Movimento de rotação das pás de um moinho. T.A2 – C: Movimento de rotação dos pneus de um automóvel. Secção B | 3.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A2 − − − − − Deverá ver-se o fade-out da 2.ª cena e o fade-in da 3.ª cena. Seguidamente deverão aparecer as IM.A2 – A, IM.A2 – B e IM.A2 - C. Quando o utilizador activar o botão “Iniciar o movimento” associado à IM.A2 – A deverá ver-se a animação do movimento de rotação da Terra e a legenda respectiva. Quando o utilizador activar o botão “Iniciar o movimento” associado à IM.A2 – B deverá ver-se a animação do movimento das pás do moinho e a legenda respectiva. Quando o utilizador activar o botão “Iniciar o movimento” associado à IM.A2 – C deverá ver-se a animação do movimento dos pneus do automóvel e a legenda respectiva. 3 Ecrã 4 Secção A | 4.ª Cena Imagem IM.A3 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: IM.A3 – A IM.A3 – C IM.A3 – E T.A3 – B T.A3 – D IM.A3 – D IM.A3 – F T.A3 – A T.A3 – C T.A3 – E IM.A3 – B Áudio A.A3: Texto T.A3: − Outros corpos podem também descrever um movimento de rotação: por exemplo, uma porta e uma barra metálica apoiada numa mesa que se pode mover em torno de um eixo perpendicular à mesa. Legenda dos botões: Aplicar uma força T.A3 – A: Eixo de rotação r T.A3 – B: A força F aplicada no eixo de rotação da porta não a faz rodar. r F1 r F2 é Podemos aplicar uma força que empurra a porta sem a conseguirmos rodar. Basta que essa força se exerça no mesmo plano do eixo de rotação. T.A3 – C: O efeito de rotação das forças Da mesma forma podemos aplicar na barra uma força que esteja no mesmo plano do eixo de rotação e a barra não roda. T.A3 – D: A força F consegue fazer rodar a porta, mas é mais fácil rodar a porta quando a força aplicada está mais distante do eixo de rotação. Para rodar uma porta aplicamos uma força menor no lado mais longe do eixo da porta. Podemos também aplicar uma força maior no centro da porta. T.A3 – E: A força F consegue fazer rodar a barra. e nulo. r r Também na barra se aplicarmos uma força cuja linha de acção não esteja no mesmo plano do eixo de rotação já se consegue rodar a barra. 4 Secção B | 4.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A3 − − − − − − Deverá ver-se o fade-out da 3.ª cena e o fade-in da 4.ª cena. Apresentar a imagem IM.A3 – A e IM.A3 – B o respectivos botões com a opção “ Aplicar uma força”. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” associado à imagem IM.A3 – A deverá apresentar-se a animação da IM.A3 – C, com a representação do vector força e a respectiva legenda da imagem. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” associado à imagem IM.A3 – B deverá apresentar-se a animação da IM.A3 – D, com a representação dos vectores força e a respectiva legenda da imagem. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” associado à imagem IM.A3 – C deverá apresentar-se a animação da IM.A3 – E, com a representação dos vectores força e a respectiva legenda da imagem. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” associado à imagem IM.A3 – D deverá apresentar-se a animação da IM.A3 – F, com a representação dos vectores força e a respectiva legenda da imagem. Ecrã 5 Secção A | 5.ª Cena Imagem IM.A4 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: IM.A4 – A IM.A4 – B T.A4 – A Áudio A.A4: T.A3 – B Texto T.A4: Os puxadores das portas são colocados: − perpendicularmente às portas para que a força que exercemos para as abrir e fechar seja perpendicular ao eixo de rotação, tendo assim o efeito de rotação máximo. − longe das dobradiças para aumentar o efeito rotativo da força que exercemos para as abrir ou fechar. T.A3 – A: A força tem efeito de rotação maior se a linha de acção da força for perpendicular ao eixo de rotação. T.A3 – B: A força tem efeito de rotação maior se aplicarmos a força mais longe do eixo de rotação. 5 Secção B | 5.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A4 − − Deverá ver-se o fade-out da 4.ª cena e o fade-in da 5.ª cena. Sincronizada com o áudio apresentar a imagem IM.A4 – A, seguida da animação das linhas de acção e a respectiva legenda. Seguidamente apresentar a imagem IM.A4 – B, seguida da animação do braço da força e a respectiva legenda. − Ecrã 6 Secção A | 6.ª Cena Imagem IM.A5 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: IM.A5 – B IM.A5 – A T.A5 – A Áudio A.A5: Nota: na IM.A5 – B colocar uma mão a exercer a força e depois colocar os vectores força. T.A5 – D T.A5 – C T.A5 – B Texto T.A5: − Legenda do botão: Aplicar uma força T.A5 – A: b T.A5 – B: F T.A5 – C: 2b T.A5 – A: F/2 O mesmo se passa com uma chave de porcas. É mais fácil aplicar uma força na extremidade do cabo do que ao meio. Suponhamos que b é a distância da força ao eixo de rotação da chave e F a intensidade da força aplicada. O efeito rotativo da força é o mesmo se exercermos metade da força a uma distância 2b do eixo de rotação. O efeito de rotação de uma força depende tanto da intensidade da força como da distância da sua linha de acção ao eixo de rotação. Essa distância chama-se braço da força e é simbolizada por b. Uma força de pequena intensidade pode ter o mesmo efeito rotativo que uma força muito mais intensa se for aplicada a uma distância muito maior do eixo de rotação. Chama-se braço de uma força à distância da linha de acção da força ao eixo de rotação. . Secção B | 6.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A5 − − − Deverá ver-se o fade-out da 5.ª cena e o fade-in da 6.ª cena. Apresentar a imagem IM.A5 – A e o botão com a opção “Iniciar o movimento”. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” apresentar a animação de uma mão a aplicar uma força na chave de parafusos (IM.A5 – B). Apresentar simultâneo a aplicação da força no meio da chave e na extremidade da chave. Representar os vectores força e o braço e legendar a imagem. 6 Ecrã 7 Secção A | 7.ª Cena Imagem IM.A6 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: T.A6 – A T.A6 – C T.A6 – B Áudio A.A6: Texto T.A6: T.A6 – A: Para exprimir o efeito rotativo de uma força usa-se a grandeza física momento de uma força, simbolizada por M. É igual ao produto do braço da força pela sua intensidade. b T.A6 – B: A unidade SI de momento de uma força é o m.N (metro newton). b T.A6 – C: Para obter o mesmo efeito rotativo: • Para a mesma força, quanto maior for o braço da força maior será o momento da força. • Para o mesmo braço da força, quanto maior for a força aplicada maior será o momento da força. MF = F x b MF = F x b MF = F x b MF = F x b Secção B | 7.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A6 − − − − Deverá ver-se o fade-out da 6.ª cena e o fade-in da 7.ª cena. Sincronizado com o áudio deverá surgir o T.A6 – A, fazendo uma animação para a entrada de cada elemento constituinte da expressão. Seguidamente, também sincronizado com o áudio deverá surgir o T.A6 – B, entrando a expressão em conjunto e fazendo uma animação apenas para a entrada das unidades SI de cada parcela Finalmente surgir T.A6 – C fazendo a animação da entrada das letras à medida que elas são referidas no áudio. Manter os tamanhos relativos das letras e a simbologia de cores. 7 Ecrã 8 Secção A | 8.ª Cena Imagem IM.A7 Surgem imagens semelhantes às indicadas de seguida: IM.A7 – A IM.A5 – B T.A7 – A Áudio A.A7: Os volantes dos veículos pesados têm maior raio do que os volantes dos veículos ligeiros, de modo que o braço da força seja maior. Assim é possível aplicar uma força menor para obter um mesmo efeito rotativo. Texto T.A7: − Legenda do botão: Aplicar uma força T.A5 – A: O braço da força do volante do veículo pesado é maior do que o do veículo ligeiro. Secção B | 8.ª Cena (animação e áreas interactivas) Imagem IM.A7 − − − − Deverá ver-se o fade-out da 7.ª cena e o fade-in da 8.ª cena. Apresentar a IM.A7 – A e simultaneamente o botão com a opção “Aplicar uma força”. Quando o utilizador activar o botão com a opção “Aplicar uma força” deverá ver-se uma mão a exercer em cada um dos volantes uma força com o sentido indicado, vendo-se o volante em movimento. Deverá ver-se também a representação dos vectores força e o respectivo braço para cada um dos volantes. 8